12，类和对象

C++面向对象三大特性：封装，继承，多态

C++认为万物皆为对象，对象上有其属性和行为。

4.1封装

4.1.1封装的意义

封装的意义：

将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
将属性和行为加以权限控制

封装的意义一：

在设计类的对象，属性和行为写在一起，表现事物

类中的属性和行为都叫成员

属性成员属性，成员变量

行为成员函数，成员方法

//求圆的周长
const double PI = 3.14;

class Circle
{
//访问权限
public;//公共权限
    int m_r;
    double calculateZC()
    {
        return 2*PI*m_r;
    }
};

int main()
{
    Circle cl;//实例化
    cl.m_r = 10;
    cout<<"圆的周长为："<<cl.calculateZC()<<endl;
    system("pause");
    return 0;    
}

封装的意义二：

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制

访问权限有三种：

1，public 公共权限类内和类外都可访问

2，protected 保护权限类内可以访问，类外不可以访问儿子可以访问父亲中的保护内容

3，private 私有权限类内可以访问，类外不可以访问儿子不可以访问父亲的私有内容

class Person
{
public:
    string m_Name;

protected:
    string m_Car;

private:
    int m_Password;

public:
    void func()
    {
        m_Name = "张三"；
        m_Car = "拖拉机"；
        m_password  = 123456;
    }

};

int main()
{
    person pl;
    pl.m_Name = "李四"；
        //pl.m_Car = "奔驰"；//是错误的
        //pl_password  = 123456;//是错误的
        pl.func();
    system("pause");
    return 0;
}

4.1.2struct和class的区别

在C++中struct和class的区别唯一区别就在于默认访问权限不同

区别：

struct默认权限为公共
class默认权限为私有

class C1
{
    int m_A;//私有
};

struct C2
{
    int m_A;//公共
}

int main()
{
    C1 c1;
    //c1.m_A = 100;不可访问
    C2 c2;
    c2.m_A = 100;
    system("pause");
    return 0;
}

4.1.3成员属性设置为私有

**优点1：**将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限

**优点2：**对于写权限，我们可以检测数据的有效性

示例：

#include<string> 

class Person {
public:

    //姓名设置可读可写
    void setName(string name) {
        m_Name = name;
    }
    string getName()
    {
        return m_Name;
    }

    //获取年龄
    int getAge() {
        return m_Age;
    }
    //设置年龄
    void setAge(int age) {
        if (age < 0 || age > 150) {
            cout << "年龄输入有误，输入失败!" << endl;
            return;
        }
        m_Age = age;
    }

    //情人设置为只写
    void setLover(string lover) {
        m_Lover = lover;
    }

private:
    string m_Name; //可读可写  姓名

    int m_Age = 18; //只读  年龄

    string m_Lover; //只写  情人
};

int main() {

    Person p;
    //姓名设置
    p.setName("张三");
    cout << "姓名： " << p.getName() << endl;

    //年龄设置
    //p.setAge(50);是错误的
    cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;

    //情人设置
    p.setLover("小明");
    //cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取

    system("pause");

    return 0;
}

案例：设计立方体程序

#include<iostream>
using namespace std;

class Cube
{
public:
    void setL(int l)
    {
        m_L = l;
    }

    int getL()
    {
        return m_W;
    }

    void setW(int w)
    {
        m_W = w;
    }

    int getW()
    {
        return m_W;
    }

    void setH(int h)
    {
        m_H = h;
    }

    int getH()
    {
        return m_H;
    }

    int calculateS()
    {
        return 2 * m_L * m_W + 2 * m_H * m_W + 2 * m_L * m_H;
    }

    int calculateV()
    {
        return m_L * m_W * m_H;
    }

    bool isSameByclass(Cube &c)
    {
        if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

private:
    int m_L;
    int m_W;
    int m_H;
};

bool isSame(Cube &c1, Cube &c2)
{
    if(c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
    {
        return true;
    }
    return false;
}

int main( )
{
    Cube c1;
    c1.setL(10);
    c1.setW(10);
    c1.setH(10);

    cout << "c1的面积为" << c1.calculateS() << endl;
    cout << "c1的体积为" << c1.calculateV() << endl;

    Cube c2;
    c2.setL(10);
    c2.setW(10);
    c2.setH(10);

    bool ret = isSame(c1, c2);
    if (ret)
    {
        cout << "c1和c2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "c1和c2是不相等的" << endl;
    }

    bool ret2 = c1.isSameByclass(c2);
    if (ret2)
    {
        cout << "c1和c2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "c1和c2是不相等的" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

4.2 对象的初始化和清理

生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置，在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
C++中的面向对象来源于生活，每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置。

4.2.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知

同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供

编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名(){}

构造函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同
构造函数可以有参数，因此可以发生重载
程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法： ~类名(){}

析构函数，没有返回值也不写void
函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

class Person
{
Public;
    Person()
    {
        cout<<"Person 构造函数的调用"<<endl;
    }

    ~Person()
    {
        cout<<"Person 析构函数的调用"<<endl;
    }
};

void test01()
{
    Person p;
}

int main()
{
    test01();

    sysytem("pause");

    return 0;
}

4.2.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

按参数分为：有参构造和无参构造

按类型分为：普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

括号法

显示法

隐式转换法

class Person {
public:
    //无参（默认）构造函数
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
    }
    //有参构造函数
    Person(int a) {
        age = a;
        cout << "有参构造函数!" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    Person(const Person& p) {
        age = p.age;
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
public:
    int age;
};

//2、构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01() {
    Person p; //调用无参构造函数
}

//调用有参的构造函数
void test02() {

    //2.1  括号法，常用
    Person p1(10);
    //注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
    //Person p2();

    //2.2 显式法
    Person p2 = Person(10); 
    Person p3 = Person(p2);
    //Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构

    //2.3 隐式转换法
    Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10); 
    Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4); 

    //注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
    //Person p5(p4);
}

int main() {

    test01();
    //test02();

    system("pause");

    return 0;
}

4.2.3 拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
值传递的方式给函数参数传值
以值方式返回局部对象

class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout<<"Person默认构造函数调用"<<endl;
    }
    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person p1(20);
    Person p2(p1);

    cout<<"p2的年龄为："<<p2.m_Age<<endl;
}

void doWork(Person p)
{
        
}

void test02()
{
    Person p;
    doWork(p);
}

void doWork2()
{
    Person p1;
    cout<<"(int*)&p1"<<endl;
    return p1
}

void test03()
{
    Person p = doWork2();
    cout<<"(int*)&p1"<<endl;
}

int main()
{
    //test01();
    //test02();
    test03();
    system("pause");
    return 0;
}

4.2.4 构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

1．默认构造函数(无参，函数体为空)

2．默认析构函数(无参，函数体为空)

3．默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

构造函数调用规则如下：

如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout<<"Person默认构造函数调用"<<endl;
    }
    Person(int age)
    {
        cout<<"Person有参构造函数调用"<<endl;
        m_Age = age;
    }

    Person(const Person &p)
    {
        cout<<"Person的拷贝构造函数的调用"<<endl;
        m_Age = p.age;
    }

    ~Person()
    {
        cout<<"Person析构构造函数调用"<<endl;
    }
    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person p;
    p.m_Age = 18;

    Person p2(p);
    cout<<"p2的年龄为："<<p2.m_Age<<endl;
}

void test02()
{
    Person p2(18);
    Person p2(p);
    cout<<"p2的年龄为："<<p2.m_Age<<endl;
}

int main()
{
    //test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout<<"Person的默认函数调用"<<endl;
    }

    Person(int age,int height)
    {
        m_Age = age;
        m_Height = new int(height);
        cout<<"Person的有参函数调用"<<endl;
    }

    //深拷贝
    Person(const Person &p)
    {
        cout<<"Person拷贝构造函数调用"<<endl;
        m_Age = p.m_Age;
        m_Height = new int(*p.m_Height);
    }

    ~Person( )
    {
        //析构代码，将堆区开辟的数据释放干净
        if (m_Height != NULL)
        {
            delete m_Height;
            m_Height = NULL;
        }
        cout<<"Person的析构函数调用"<<endl;
    }

    int m_Age;
    int *m_Height;
};

void test01()
{
    Person p1(18,160);
    cout<<"p1的年龄为："<<p1.m_Age<<endl;
    cout<<"p1的身高为："<<p1.m_Height<<endl;

    Person p2(p1);
    cout<<"p2的年龄为："<<p2.m_Age<<endl;
}

int main()
{
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

总结：如果属性有在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

4.2.6 初始化列表

作用：

C++提供了初始化列表语法，用来初始化属性

语法：构造函数()：属性1(值1),属性2（值2）... {}

class Person
{
public:
    //传统方式初始化
    //Person(int a, int b, int c) {
    //m_A = a;
    //m_B = b;
    //m_C = c;
    //初始化列表方式初始化
    Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
    void PrintPerson() {
        cout << "mA:" << m_A << endl;
        cout << "mB:" << m_B << endl;
        cout << "mC:" << m_C << endl;
    }
private:
    int m_A;
    int m_B;
    int m_C;
};

int main() {

    Person p(1, 2, 3);
    p.PrintPerson();

    system("pause");

    return 0;
}

4.2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为对象成员

例如：

class A {}
class B
{
    A a；
}

B类中有对象A作为成员，A为对象成员

那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？

#include<string>

class Person
{
public:
    Phone(string pName)
    {
        cout<<"Phone的构造函数调用"<<endl;
        m_PName = pName;
    }
};

class Person()
{
public：
    Perosn(string name,string pName): m_Name(name),m_Phone(pName)
    {
        cout<<"Person的构造函数调用"<<endl;
    }
    string m_Name;
    Phone m_Phone;

    ~Peron()
    {
        cout<<"Person的析构函数调用"<<endl;
    }
};

//当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
//构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
//析构顺序与构造相反

void test01()
{
    Person p("张三","苹果MAX");
    cout<<p.m_Name<<"拿着："<<p.m_Phone.m_PName<<endl;
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    rutyen 0;
}

4.2.8 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

静态成员分为：

静态成员变量
- 所有对象共享同一份数据
- 在编译阶段分配内存
- 类内声明，类外初始化

静态成员函数

所有对象共享同一个函数
静态成员函数只能访问静态成员变量

class Person
{
public:
    static int m_A;
private:
    static int m_B;
}；

int Person::m_A = 100;
int Person::m_B = 200;//类外访问不到

void test01()
{
    Person p;
    cout<<p.m_A<<endl;

    Person p2;
    p2.m_A = 100;

    cout<<p.m_A<<endl;
}

void test02()
{
    //静态成员变量两种访问方式

    //1、通过对象
    Person p;
    cout<<p.m_A<<endl;

    //2、通过类名
    cout<<Person::m_A<<endl;
}

int main()
{
    test01();
    sysytem("pause");
    return 0;
}

class Person
{

public:

    //静态成员函数特点：
    //1 程序共享一个函数
    //2 静态成员函数只能访问静态成员变量
    
    static void func()
    {
        cout << "func调用" << endl;
        m_A = 100;
        //m_B = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量
    }

    static int m_A; //静态成员变量
    int m_B; // 
private:

    //静态成员函数也是有访问权限的
    static void func2()
    {
        cout << "func2调用" << endl;
    }
};
int Person::m_A = 10;

void test01()
{
    //静态成员变量两种访问方式

    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.func();

    //2、通过类名
    Person::func();

    //Person::func2(); //私有权限访问不到
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储

只有非静态成员变量才属于类的对象上

class Person
{
    int m_A;
    static int m_B;//不属于类的对象

    void func(){

    }//不属于类的对象

    static void func(){

    }//不属于类的对象
};

int Person::m_B = 0;

void test01()
{
    Person p;
    //空对象占用内存空间为：1
    //是为了区分空对象占内存的位置
    cout <<"size of p ="<<sizeo(P)<<endl;
}

void test02()
{
    Person p;
    //int占4个字节
    cout <<"size of p ="<<sizeo(P)<<endl;
}

int main()
{
    test01();
    system("pause")；
    return 0；
}

4.3.2 this指针概念

通过4.3.1我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的

每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用一块代码

那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？

c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针

this指针不需要定义，直接使用即可

this指针的用途：

当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this

class Person
{
public:
    Person(int age)
    {    
        //**this指针指向被调用的成员函数所属的对象**
        this->age = age;
    }

    PersonAddAge(Person &p)
    {
        this->age += p.age;
        //返回对象本身
        return *this;
    }

    int age;        
};

void test01()
{
    Person p1(18);
    cout<<"p1的年龄为:"<<p1.age<<endl;
}

void teat02()
{
    Person p1(10);
    Person p2(10);

    //链式编程思想
    p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);
    cout<<"p2的年龄为:"<<p2.age<<endl;
}

int main()
{
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

4.3.3 空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针

如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性

class Person
{
public:
    void showClassName() 
    {
        cout<<"this is Person class"<<endl;
    }

    void showPersonAge()
    {
        if(this == NULL)
        {
            return;
        }
        cout<<"age = "<<m_Age<<endl;
    }
    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person *p = NULL;
    p->showClassName();
    //p->showClassAge();报错的原因是因为传入的指针为NULL
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.3.4 const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
常函数内不可以修改成员属性
成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

声明对象前加const称该对象为常对象
常对象只能调用常函数

class Person
{
public:
    //this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
    //如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
    void showPerson() const
    {
        this->m_B = 100;
    }
    int m_A;
    mutable int m_B;
};

void test01()
{
    Person p;
    p.showPerson();
}

void test02()
{
//常对象
//常对象只能调用常函数
    const Person p;
    p.showPerson();
    p.m_B = 100；
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.4 友元

在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术

友元的目的就是让一个函数或者类访问另一个类中私有成员

友元的关键字为：friend

友元的三种实现

全局函数做友元
类做友元
成员函数做友元

4.4.1 全局函数做友元

#include<string>

class Building
{
    friend void goodGay(Building *building);
public:
    Building()
    {
        m_SittingRoom = "客厅";
        m_BedRoom = "卧室";
    }        
public:
    string m_SittingRoom;
private:
    string m_BedRoom;        
};

void goodGay(Building *building)
{
    cout<<"好基友在全局函数,正在访问"<<building->m_Sitting<<endl;
    cout<<"好基友在全局函数,正在访问"<<building->m_BedRoom<<endl;//不声明访问不了
}

void test01()
{
    Building building;
    goodGay(&building);
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.4.2 类做友元

#include<string>

class Building;

class GoodGay
{
public:
    GoodGay();
    void visit();
    Building *building
};

class Building
{
    friend class GoodGay;
public:
    Building();        
public:
    string m_SittingRoom;
private:
    string m_BedRoom;        
};

Building::Building()
{
    m_SittingRoom = "客厅";
    m_BedRoom = "卧室";
}    

GoodGay::GoodGay()
{
    building = new Building;
}

void GoodGay::visit()
{
    cout<<"好基友类正在访问"<<building->m_SittingRoom<<endl;
    cout<<"好基友类正在访问"<<building->m_BedRoom<<endl;//不声明访问不了
}

void test01()
{
    GoodGay gg;
    gg.visit();
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.4.3 成员函数做友元

#include<string>

class Building;
class goodGay
{
public:
    goodGay();
    void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容
    void visit2(); //不可以访问

private:
    Building *building;
};

class Building
{
    //告诉编译器  goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
    friend void goodGay::visit();

public:
    Building();

public:
    string m_SittingRoom; //客厅
private:
    string m_BedRoom;//卧室
};

Building::Building()//Building下面的Building成员函数
{
    this->m_SittingRoom = "客厅";
    this->m_BedRoom = "卧室";
}

goodGay::goodGay()
{
    building = new Building;
}

void goodGay::visit()
{
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}

void goodGay::visit2()
{
    cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
    //cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
    goodGay  gg;
    gg.visit();

}

int main(){
    
    test01();

    system("pause");
    return 0;
}

4.5 运算符重载

运算符重载概念：对已有的运算符重新进行定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型

4.5.1 加号运算符重载

作用：实现两个自定义数据类型相加的运算

class Person{
public:
    /*
    //成员函数重载+号
    Person operator+(Person &p)
    {
        Person temp;
        temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
        temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
        return temp;
    }
    */
    int m_A;
    int m_B;
};

//全局函数重载+
Person operator+(Person &p1,Person &p2)
{
    Person temp;
    temp m_A = p1.m_A + p2.m_A;
    temp m_B = p1.m_B + p2.m_B;
    return temp;
}

Person operator+(Person &p1,int num)
{
    Person temp;
    temp m_A = p1.m_A + num;
    temp m_B = p1.m_B + num;
    return temp;
}

void test01()
{
    Person p1;
    p1.m_A = 10;
    p1.m_B = 10;
    Person p2;
    p2.m_A = 10;
    p2.m_B = 10;

    Person p3 = p1 + p2;

    //成员函数的本质
    //Person p3 = p1.operator+(p2);

    //全局函数的本质
    //Person p3 = operator+(p1,p2);

    //也可以发生函数重载
    Person p4 = p1 + 10;

    cout<<"p3.m_A = "<<p3.m_A<<endl;
    cout<<"p3.m_B = "<<p3.m_B<<endl;
    cout<<"p4.m_A = "<<p4.m_A<<endl;
    cout<<"p4.m_B = "<<p4.m_B<<endl;
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的

总结2：不要滥用运算符重载

4.5.2 左移运算符重载

作用：可以输出自定义数据类型,输出对象p

符号：<<

class Person {
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);

public:

    Person(int a, int b)
    {
        this->m_A = a;
        this->m_B = b;
    }

    //成员函数 实现不了  p << cout 不是我们想要的效果
    //void operator<<(Person& p){
    //}

private:
    int m_A;
    int m_B;
};

//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
    out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
    return out;
}

void test01() {

    Person p1(10, 20);

    cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.5.3 递增运算符重载

作用：通过重载递增运算符，实现自己的整型数据

符号：++

递减也类似

class MyInteger
{
    friend ostream& operator<<(ostream& cout,MyInteger myint);
public:
    MyInteger()
    {
        m_Num = 0;
    }

    //重载前置++
    MyInteger& operator++()
    {
        //先进行++
        m_Num++;
        //然后再将自身做返回
        return *this;
    }
    //重载后置++
    MyInteger operator++(int)//int代表占位参数，可以用于区分前置后置递增
    {
        //先,记录当时结果
        MyInteger temp = *this;
        //后，递增
        m_Num++;
        //最后将记录结果做返回
        return temp;
    }
        
private:
    int m_Num;
};

ostream& operator<<(ostream& cout,MyInteger myint)
{
    cout<<myint.m_Num;
    return cout;
}

void test01()
{
    MyInteger myint;
    cout<<++(++myint)<<endl;
    cout<< myint <<endl;
}

void test02()
{
    MyInteger myint;
    cout<<myint++<<endl;
    cout<< myint <<endl;
}

int main()
{
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

4.5.4 赋值运算符重载

符号：=

c++编译器至少给一个类添加4个函数

默认构造函数(无参，函数体为空)
默认析构函数(无参，函数体为空)
默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝
赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝

如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题

class C
{
public:
    Person(int age)
    {
        m_Age = new int(age);
    }
    ~Person()
    {
        if(m_Age ! = NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
    }

    Person& operator=(Person &p)
    {
        //先判断是否有数据在堆区
        if(m_Age = NULL)
        {
            delete m_Age;
            m_Age = NULL;
        }
        //深拷贝
        m_Age = new int(*p.m_Age);

        //返回对象本身
        return *this;
    }

    int *m_Age;
};

void test01()
{
    Perosn p1(18);
    cout<<"p1的年龄为："<<*p1.m_Age<<endl;

    Person p2(20);
    p2 = p1;//赋值操作
    cout<<"p1的年龄为："<<*p1.m_Age<<endl;
}

int main()
{
    //没有返回本身会有问题
    Person p1(18);
    Person p2(20);
    Person p3(30);
    p3 = p2 = p1;
    cout<<"p1的年龄为："<<*p1.m_Age<<endl;
    cout<<"p2的年龄为："<<*p2.m_Age<<endl;
    cout<<"p3的年龄为："<<*p3.m_Age<<endl;
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.5.5 关系运算符重载

**作用：**重载关系运算符，可以让两个自定义类型对象进行对比操作

符号：>,<，==，！=（不等号）

#include<string>

class Person
{
public:
    Person(string name,int age)
    {
        m_Name = name;
        m_Age = age;
    }

    //重载
    bool operator==(Person &p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    bool operator！=(Person &p)
    {
        if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
        {
            return false;
        }
        else
        {
            return true;
        }
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};

void test01()
{
    Person p1("Tom",18);
    Person p2("Tom",18);
    if(p1 == p2)
    {
        cout<<"p1和p2是相等的"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"p1和p2是不相等的"<<endl;
    }

    if(p1 ！= p2)
    {
        cout<<"p1和p2是不相等的"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"p1和p2是相等的"<<endl;
    }
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.5.6 函数调用运算符重载

函数调用运算符 () 也可以重载
由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
仿函数没有固定写法，非常灵活

class Myprint()
{
public:
    void operator()(string text)
    {
        cout << text << endl;
    }
};

void test01()
{
    Myprint myprint;
    myprint("hello word");
}

class MyAdd
{
public:
    int operator()(int v1, int v2)
    {
        return v1 + v2;
    }
};

void test02()
{
    MyAdd myadd;
    int ret = myadd(100,100);
    cout<<"ret = "<<ret<<endl;
    //匿名函数对象
    cout<<MyAdd()(100,100)<<endl;
}

int main()
{
    test01();
    test02();
    system("pause");
    return 0;
}

4.6 继承

继承是面向对象三大特性之一

有些类与类之间存在特殊的关系，例如下图中：

我们发现，定义这些类时，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。

这个时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码

4.6.1 继承的基本语法

例如很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同

接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处

/*
class Java
{
public:
    void header()
    {
        cout<<"首页"<<endl;
    }
    void footer()
    {
        cout<<"帮助中心"<<endl;
    }
    void left()
    {
        cout<<"Java,python,c++..."<<endl;
    }
    void content()
    {
        cout<<"java学习视频"<<endl;
    }
};
*/

class BasePage
{
public:
    void header()
    {
        cout<<"首页"<<endl;
    }
    void footer()
    {
        cout<<"帮助中心"<<endl;
    }
    void left()
    {
        cout<<"Java,python,c++..."<<endl;
    }    

};

//Java页面
//语法：class 子类；继承方式  父类
//子类也称派生类，父类也称基类
class Java : public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout<<"java学习视频"<<endl;
    }
};

class Python : public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout<<"python学习视频"<<endl;
    }
};

class Cpp : public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout<<"C++学习视频"<<endl;
    }
};

void test01()
{
    cout<<"Java页面如下："<<endl;
    Java ja;
    header();
    footer();
    left();
    content();

    cout<<----------<<endl;
    cout<<"Python页面如下："<<endl;
    Python py;
    header();
    footer();
    left();
    content();

    cout<<----------<<endl;
    cout<<"Cpp页面如下："<<endl;
    Cpp cpp;
    header();
    footer();
    left();
    content();
}

int main()
{
    test01();
    system("pause");
    return 0;
}

4.6.2 继承方式

继承的语法：class 子类 : 继承方式父类

继承方式一共有三种：

公共继承
保护继承
私有继承

class Base1
{
public: 
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};

//公共继承
class Son1 : public Base1
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 10; //可访问 public权限
        m_B = 10; //可访问 protected权限
        //m_C = 10; //不可访问
    }
};

void tets01()
{
    Son1 s1;
    s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
    //s1.m_B;保护权限，类外访问不到
}

//保护继承
class Base2
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};

class Son2:protected Base2
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 100; //可访问 protected权限
        m_B = 100; //可访问 protected权限
        //m_C = 100; //不可访问
    }
};

void test02()
{
    Son2 s;
    //s.m_A; //类外不可访问 protected权限
}

//私有继承
class Base3
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
};

class Son3:private Base3
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 1000; //可访问 private权限
        m_B = 1000; //可访问 private权限
        //m_C = 1000; //不可访问
    }
};

void test03()
{
    Son3 s;
    //s.m_A; //类外不可访问  private权限
}

class GrandSon3 :public Son3
{
public:
    void func()
    {
        //Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
        //m_A;
        //m_B;
        //m_C;
    }
};

int main()
{
        test01();
        test02()；
        test03()；
        system("pause");
        return 0;
}

4.6.3 继承中的对象模型

**问题：**从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

class Base
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};

//公共继承
class Son :public Base
{
public:
    int m_D;
};

void test01()
{
    //父类中所有私有非静态成员属性都会被子类继承下去
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

上面图片第一个

打开工具窗口后，定位到当前CPP文件的盘符

然后输入： cl /d1 reportSingleClassLayout查看的类名所属文件名

4.6.4 继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？

总结：继承中先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

class Base 
{
public:
    Base()
    {
        cout << "Base构造函数!" << endl;
    }
    ~Base()
    {
        cout << "Base析构函数!" << endl;
    }
};

class Son : public Base
{
public:
    Son()
    {
        cout << "Son构造函数!" << endl;
    }
    ~Son()
    {
        cout << "Son析构函数!" << endl;
    }
};

void test01()
{
    //继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反
    Son s;
}

int main() 
{

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.6.5 继承同名成员处理方式

问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或父类中同名的数据呢？

访问子类同名成员直接访问即可
访问父类同名成员需要加作用域

class Base
{
public:
    Base()
    {
        m_A = 100;
    }
    int m_A;

public:
    void func()
    {
        cout<<"Base下func的调用"<<endl;
    }    
    void func(int a)
    {
        cout<<"Base下func(int a)的调用"<<endl;
    }    
};

class Son : public Base
{
public:
    Son()
    {
        m_A = 200;
    }
    int m_A;
        
public:    
    void func()
    {
        cout<<"Son下func的调用"<<endl;
    }    
}

void test01()
{
    Son s;
    cout<<"Son下m_A = "<<s.m_A<<endl;
    //当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
    //如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数，需要加父类的作用域
    cout<<"Base下m_A = "<<s.Base::m_A<<endl;
}

void test02()
{
    Son s;
    s.func();
    s.Base::func();
    //当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数
    //s.func(100);错误的
    s.Base::func(100);
}

int main() 
{

    test01();
  test02();
    system("pause");

    return 0;
}

总结：

子类对象可以直接访问到子类中同名成员
子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

访问子类同名成员直接访问即可
访问父类同名成员需要加作用域

class Base {
public:
    static void func()
    {
        cout << "Base - static void func()" << endl;
    }
    static void func(int a)
    {
        cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
    }

    static int m_A;
};

int Base::m_A = 100;

class Son : public Base {
public:
    static void func()
    {
        cout << "Son - static void func()" << endl;
    }
    static int m_A;
};

int Son::m_A = 200;

//同名成员属性
void test01()
{
    //通过对象访问
    cout << "通过对象访问： " << endl;
    Son s;
    cout << "Son  下 m_A = " << s.m_A << endl;
    cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;

    //通过类名访问
    cout << "通过类名访问： " << endl;
    cout << "Son  下 m_A = " << Son::m_A << endl;
    //第一个表示通过类名访问
    cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}

//同名成员函数
void test02()
{
    //通过对象访问
    cout << "通过对象访问： " << endl;
    Son s;
    s.func();
    s.Base::func();

    cout << "通过类名访问： " << endl;
    Son::func();
    Son::Base::func();
    //出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问
    Son::Base::func(100);
}
int main() {

    //test01();
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

4.6.7 多继承语法

C++允许一个类继承多个类

语法：class 子类：继承方式父类1 ，继承方式父类2...

多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

C++实际开发中不建议用多继承

class Base1 {
public:
    Base1()
    {
        m_A = 100;
    }
public:
    int m_A;
};

class Base2 {
public:
    Base2()
    {
        m_A = 200;  //开始是m_B 不会出问题，但是改为m_A就会出现不明确
    }
public:
    int m_A;
};

//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2 
class Son : public Base2, public Base1 
{
public:
    Son()
    {
        m_C = 300;
        m_D = 400;
    }
public:
    int m_C;
    int m_D;
};

//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{
    Son s;
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
    cout << s.Base1::m_A << endl;
    cout << s.Base2::m_A << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

4.6.8 菱形继承

菱形继承概念：

两个派生类继承同一个基类

又有某个类同时继承者两个派生类

这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

典型的菱形继承案例：

菱形继承问题：

羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。
草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

class Animal{
public:
        int m_Age;
};

//利用虚继承 解决菱形继承的问题
//继承之前加上virtual变为虚继承
class Sheep : virtual public Animal
{
public:

};

class Sheep : virtual public Tuo
{
public:

};

class SheepTuo : public Sheep : public Tuo
{
public:

};

void test01()
{
    SheepTuo st;
    //st.m_Age = 18;不能正常访问
    st.Sheep::m_Age = 18;
    st.Tuo::m_Age = 28;

    cout<<"st.Sheep::m_Age = "<<st.Sheep::m_Age<<endl;
    cout<<"st.Tuo::m_Age = "<<st.Tuo::m_Age<<endl;
    //虚继承之后
    st.m_Age = 18;//也对
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一

多态分为两类

静态多态: 函数重载和运算符重载属于静态多态，复用函数名
动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别：

静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

class Animal
{
public:
    //
    virtual void speak()
    {
        cout<<"动物在说话"<<endl;
    }
};

class Cat : public Animal
{
public:
    //
    void speak()
    {
        cout<<"小猫在说话"<<endl;
    }
};

class Gog
{
public:
    //
    void speak()
    {
        cout<<"小狗在说话"<<endl;
    }
};

//地址早绑定，在编译阶段确定函数地址
void dospeak(Animal &animal)
{
    animal.speak();
}

void test01()
{
    Cat cat;
    dospeak(cat);

    Dog dog;
    dospeak(dog);
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

多态满足条件

有继承关系
子类重写父类中的虚函数

多态使用条件

父类指针或引用指向子类对象

重写：函数返回值类型函数名参数列表完全一致称为重写

4.7.2 多态案例一-计算器类

案例描述：

分别利用普通写法和多态技术，设计实现两个操作数进行运算的计算器类

多态的优点：

代码组织结构清晰
可读性强
利于前期和后期的扩展以及维护

//普通实现
class Calculator {
public:
    int getResult(string oper)
    {
        if (oper == "+") {
            return m_Num1 + m_Num2;
        }
        else if (oper == "-") {
            return m_Num1 - m_Num2;
        }
        else if (oper == "*") {
            return m_Num1 * m_Num2;
        }
        //如果要提供新的运算，需要修改源码
    }
public:
    int m_Num1;
    int m_Num2;
};

void test01()
{
    //普通实现测试
    Calculator c;
    c.m_Num1 = 10;
    c.m_Num2 = 10;
    cout << c.m_Num1 << " + " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("+") << endl;

    cout << c.m_Num1 << " - " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("-") << endl;

    cout << c.m_Num1 << " * " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("*") << endl;
}

//多态实现
//抽象计算器类
//多态优点：代码组织结构清晰，可读性强，利于前期和后期的扩展以及维护
class AbstractCalculator
{
public :

    virtual int getResult()
    {
        return 0;
    }

    int m_Num1;
    int m_Num2;
};

//加法计算器
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()
    {
        return m_Num1 + m_Num2;
    }
};

//减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()
    {
        return m_Num1 - m_Num2;
    }
};

//乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
    int getResult()
    {
        return m_Num1 * m_Num2;
    }
};

void test02()
{
    //创建加法计算器
    AbstractCalculator *abc = new AddCalculator;
    abc->m_Num1 = 10;
    abc->m_Num2 = 10;
    cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
    delete abc;  //用完了记得销毁

    //创建减法计算器
    abc = new SubCalculator;
    abc->m_Num1 = 10;
    abc->m_Num2 = 10;
    cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
    delete abc;  

    //创建乘法计算器
    abc = new MulCalculator;
    abc->m_Num1 = 10;
    abc->m_Num2 = 10;
    cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
    delete abc;
}

int main() {

    //test01();

    test02();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：C++开发提倡利用多态设计程序架构，因为多态优点很多

4.7.3 纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容

因此可以将虚函数改为纯虚函数

纯虚函数语法：virtual 返回值类型函数名（参数列表）= 0 ;

当类中有了纯虚函数，这个类也称为==抽象类==

抽象类特点：

无法实例化对象
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

//抽象类
class Base
{
public:
        virtual void func() = 0;
};
//子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
class Son :public Base
{
public:
    virtual void func() 
    {
        cout << "func调用" << endl;
    };
};

void test01()
{
    //Base b;//不对
    //new Base;//不对
    //Son s;
    Base *base = new Son;
    base->func();
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

4.7.4 虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码

解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构

虚析构和纯虚析构共性：

可以解决父类指针释放子类对象
都需要有具体的函数实现

虚析构和纯虚析构区别：

如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

虚析构语法：

virtual ~类名(){}

纯虚析构语法：

virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
class Animal {
public:
    Animal()
    {
        cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
    }
    virtual void Speak() = 0;

    //析构函数加上virtual关键字，变成虚析构函数
    //virtual ~Animal()
    //{
    //    cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;
    //}
    virtual ~Animal() = 0;
};

Animal::~Animal()
{
    cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}

//和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。

class Cat : public Animal {
public:
    Cat(string name)
    {
        cout << "Cat构造函数调用！" << endl;
        m_Name = new string(name);
    }
    virtual void Speak()
    {
        cout << *m_Name <<  "小猫在说话!" << endl;
    }
    ~Cat()
    {
        cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
        if (this->m_Name != NULL) {
            delete m_Name;
            m_Name = NULL;
        }
    }

public:
    string *m_Name;
};

void test01()
{
    Animal *animal = new Cat("Tom");
    animal->Speak();

    //通过父类指针去释放，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏
    //怎么解决？给基类增加一个虚析构函数
    //虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
    delete animal;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

总结：

虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构
拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类

参考与致谢

黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难

4.2 对象的初始化和清理​

4.2.1 构造函数和析构函数​

4.2.2 构造函数的分类及调用​

4.2.3 拷贝构造函数调用时机​

4.2.4 构造函数调用规则​

4.2.5 深拷贝与浅拷贝​

4.2.6 初始化列表​

4.2.7 类对象作为类成员​

4.2.8 静态成员​

4.3 C++对象模型和this指针​

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储​

4.3.2 this指针概念​

4.3.3 空指针访问成员函数​

4.3.4 const修饰成员函数​

4.4 友元​

4.4.2 类做友元​

4.5 运算符重载​

4.5.1 加号运算符重载​

4.5.2 左移运算符重载​

4.5.3 递增运算符重载​

4.5.4 赋值运算符重载​

4.5.5 关系运算符重载​

4.5.6 函数调用运算符重载​

4.6 继承​

4.6.1 继承的基本语法​

4.6.2 继承方式​

4.6.3 继承中的对象模型​

4.6.4 继承中构造和析构顺序​

4.6.5 继承同名成员处理方式​

4.6.6 继承同名静态成员处理方式​

4.6.7 多继承语法​

4.6.8 菱形继承​

4.7 多态​

4.7.1 多态的基本概念​

4.7.2 多态案例一-计算器类​

4.7.3 纯虚函数和抽象类​

4.7.4 虚析构和纯虚析构​

参考与致谢​