C++程序在执行时,将内存大方向划分为4个区域
代码区:存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理
全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
栈区:由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等
堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
内存四区意义:
不同区域存放的数据,赋予不同的生命周期,给我们更大的灵活编程
在程序编译后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域
代码区:
存放CPU执行的机器指令
代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可
代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令
全局区:
全局变量和静态变量存放在此
全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量(const修饰的全局变量)也存放在此
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放
栈区:
由编译自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量等
注意事项:不要返回局部变量的地址,因为栈区开辟的数据由编译器自动释放
堆区
由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
在C++中主要利用new在堆区开辟内存
C++中利用new操作符在堆区开辟数据
堆区开辟的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符delete
语法:new 数据类型
利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针
作用:给变量起别名
语法:数据类型 &别名= 原名
引用必须初始化
引用在初始化后,不可以改变
作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参
优点:可以简化指针修改实参
总结:通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单
作用:引用可以作为函数的返回值存在的
注意:不要返回局部变量音乐
用法:函数调用作为左值
本质:引用的本质在C++内部实现一个指针常量
作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作
在函数形参列表中,可以加const修饰形参,防止形参改变实参
在C++中,函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。
语法:返回值类型 函数名(参数 = 默认值){}
注意事项:
如果某个位置已经有了默认参数,那么从这个位置往后,从左到右都必须有默认值
如果函数的声明有默认参数,函数实现就不能有默认参数。声明和实现只能有一个有默认参数
C++中函数的形参列表里可以占位参数,用来做占位,调用函数时必须填补该位置
语法:返回值类型 函数名(数据类型){}
作用:函数名可以相同,提高复用性
函数重载满足条件:
同一个作用域下
函数名称相同
函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同
注意:函数的返回值不可以作为函数重载的条件
引用作为重载条件
函数重载碰到函数默认参数
C++面向对象的三大特性为:封装、继承、多态
C++ 认为万事万物都皆为对象,对象上有其属性和行为
封装是C++面向对象三大特性之一
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
封装意义一:
?在设计类的时候,属性和行为写在一起,表现事物
语法:class 类名{ 访问权限: 属性 / 行为};
示例:
#include <iostream>using namespace std;const double PI = 3.14;class Circle{public: // 半径 int m_r; //获取圆的周长 double calculate() { return 2 * m_r * PI; }};int main(){ // 通过圆类 创建具体的圆 Circle circle; circle.m_r = 10; cout << " 圆的周长: " << circle.calculate() << endl;}
封装意义二:
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:
public 公共权限 成员 类内可以访问 类外可以访问
protected 保护权限 成员 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
private 私有权限 成员 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
在C++中struct和class唯一的区别就在于默认的访问权限不同
区别:
struct默认权限为公共
class默认权限为私有
优点:
将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限
对于写权限,我们可以检测数据的有效性
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++中的面向对象来源与生活,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
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
示例:
#include <iostream>using namespace std;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; }};int main(){ Person person;}
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
示例:
#include <iostream>using namespace std;class Person{ public: Person() { cout << "Person 无参构造函数的调用" << endl; } Person(int a) { age = a; cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl; } //拷贝构造函数 Person(const Person &person) { age = person.age; cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl; } ~Person() { cout << "Person 析构函数的调用 " << endl; }private: int age;};int main(){ //括号法 Person p; //默认构造函数的调用 Person p2(10); // 有参构造函数的调用 Person p3(p2); // 拷贝构造函数的调用 // 调用默认构造函数不要是加() // 因为下面的代码,编译器会认为是一个函数的声明,不会认为在创建对象 //Person p(); //显示法 Person p21; Person p22 = Person(10); Person p23 = Person(p22); Person(10); // 匿名对象 特点:当前行执行结束后,系统会立即回收掉匿名对象 // 不要利用拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器会认为Person (p23) === Person p23; 对象的声明 //Person(p23); //隐式转换法 Person p4 = 10; // 相当于 写了 Person p4 = Person(10); Person p5 = p4; // 拷贝构造}
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
示例:
#include <iostream>using namespace std;class Person{public: Person() { cout << "Person 无参构造函数的调用" << endl; } Person(int a) { age = a; cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl; } Person(const Person &person) { age = person.age; cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl; } ~Person() { cout << "Person 析构函数的调用 " << endl; }private: int age;};void doWork(Person p){}Person doWork1(){ Person p1; return p1;}int main(){ // 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象 Person p1(20); Person p2(p1); // 值传递的方式给函数参数传值 doWork(p1); // 以值方式返回局部对象 Person p3 = doWork1();}
默认情况下,C++编译器至少给一个类添加3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
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
深拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑
浅拷贝:简单的复制拷贝操作
深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作
示例:
#include <iostream>using namespace std;class Person{public: Person() { cout << "Person 无参构造函数的调用" << endl; } Person(int a, int h) { age = a; height = new int(h); cout << "Person 有参构造函数的调用" << endl; } Person(const Person &person) { age = person.age; cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl; } // 自己实现拷贝构造函数 解决浅拷贝带来的问题 Person(const Person &p) { cout << "Person 拷贝构造函数调用" << endl; age = p.age; //height = p.height; // 浅拷贝,编译器提供的拷贝构造函数 height = new int(*p.height); // 深拷贝 } ~Person() { // 析构函数,将堆区开辟数据做释放操作 if (height != NULL) { delete height; height = NULL; } cout << "Person 析构函数的调用 " << endl; }private: int age; int *height;};void test01(){ Person p1(18, 160); Person p2(p1);}int main(){ test01();}
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)...{}
C++类中的成员是另一个类的对象,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?
构造顺序:先构造其他类对象,再构造自身。
析构顺序:与构造顺序相反
静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static,成为静态成员
静态成员分为:
静态成员变量
所有对象共享一份数据
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
示例:
#include <iostream>using namespace std;class Person{public: static int a; static void func() { cout << "静态成员函数" << endl; }private: static int b;};int Person::a = 100;int Person::b = 200;int main(){ Person p; cout << p.a << endl; //通过对象 //p.func(); //p.a = 200; //cout << p.a << endl; // 通过类名 Person::func();}
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
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,可是用return *this
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
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称该对象为常对喜爱那个
常对象只能调用常函数
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
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
作用:实现两个自定义数据类型相加的运算
#include <iostream>using namespace std;class Person{public: int a; int b;};// 全局函数重载Person operator+(Person &p1, Person &p2){ Person tmp; tmp.a = p1.a + p2.a; tmp.b = p1.b + p2.b; return tmp;}int main(){ Person p1; p1.a = 1; p1.b = 2; Person p2; p2.a = 1; p2.b = 2; cout << "p1 + p2 a = " << (p1 + p2).a << endl; cout << "p1 + p2 b = " << (p1 + p2).b << endl;}
void operator<<(ostream &cout, Person p)
作用:通过重载递增运算符,实现自己i的整型数据
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 opertator=,对赋值进行值拷贝
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
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
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,因此称为伪函数
伪函数没有固定写法,非常灵活
继承是面向对象三大特性之一
定义某些类时,下级别的成员除了拥有上一级的共性,还有自己的特性。利用继承的技术,减少重复代码。
语法:class 子类 : 继承方式 父类{}
公共继承
保护继承
私有继承
父类私有方式,子类不管什么继承方式,都是继承不了
子类通过公共继承方式继承父类,那么父类的公共方式、保护方式都可以继承
子类通过保护继承方式继承父类,那么父类的保护方式可以继承
子类通过私有继承方式继承父类,那么父类所有的都继承不了
问题:从父类继承过来的成员,那些属于子类对象?
结论:父类中私有成员也是被子类继承下去了,只是由于编译器给隐藏后访问不到
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?
结论:父类的构造比子类的构造先,子类的析构比父类的析构先
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
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
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
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这两个派生类
这种继承被称为菱形继承,或者钻石继承
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
动态多态使用:父类的指针或引用 执行子类对象
示例:
#include <iostream>using namespace std;class Animal{public: // 虚函数 virtual void speak() { cout << "动物在说话" << endl; }};class Cat : public Animal{public: // 重写,函数返回值,参数列表,函数名完全一样 void speak() { cout << "小猫在说话" << endl; }};class Dog : public Animal{public: void speak() { cout << "小狗在说话" << endl; }};// 地址早绑定,在编译阶段就确定了函数的地址void doSpeak(Animal &animal){ animal.speak();}int main(){ Cat cat; doSpeak(cat); Dog dog; doSpeak(dog);}
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
#include <iostream>using namespace std;// 抽象类class Base{public: // 纯虚函数 virtual void func() = 0;};class Son : public Base{public: void func() {}};void test01(){ Son Son;}int main(){}
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(){}
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不属于抽象类
程序运行时产生的数据都属于临时数据,程序一旦运行结束都会被释放
通过文件可以将数据持久化
C++中对文件操作需要包含头文件<fstream>
文件类型分为两种:
文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中
二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中,用户一般不能直接读懂它们
操作文件的三大类:
ofstream:写操作
ifstream:读操作
fstream:读写操作
写文件步骤如下:
包含头文件
#include<fstream>
创建流对象
ofstream ofs;
打开文件
ofs.open("文件路径", 打开方式);
写数据
ofs << "写入数据";
关闭文件
ofs.close();
文件打开方式:
模式标记 | 适用对象 | 作用 |
---|---|---|
ios::in | ifstream fstream | 打开文件用于读取数据。如果文件不存在,则打开出错。 |
ios::out | ofstream fstream | 打开文件用于写入数据。如果文件不存在,则新建该文件;如果文件原来就存在,则打开时清除原来的内容。 |
ios::app | ofstream fstream | 打开文件,用于在其尾部添加数据。如果文件不存在,则新建该文件。 |
ios::ate | ifstream | 打开一个已有的文件,并将文件读指针指向文件末尾(读写指 的概念后面解释)。如果文件不存在,则打开出错。 |
ios:: trunc | ofstream | 打开文件时会清空内部存储的所有数据,单独使用时与 ios::out 相同。 |
ios::binary | ifstream ofstream fstream | 以二进制方式打开文件。若不指定此模式,则以文本模式打开。 |
ios::in | ios::out | fstream | 打开已存在的文件,既可读取其内容,也可向其写入数据。文件刚打开时,原有内容保持不变。如果文件不存在,则打开出错。 |
ios::in | ios::out | ofstream | 打开已存在的文件,可以向其写入数据。文件刚打开时,原有内容保持不变。如果文件不存在,则打开出错。 |
ios::in | ios::out | ios::trunc | fstream | 打开文件,既可读取其内容,也可向其写入数据。如果文件本来就存在,则打开时清除原来的内容;如果文件不存在,则新建该文件。 |
注意:文件打开方式可以配合使用,利用|操作符
示例:
#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;void test01(){ ofstream ofs; ofs.open("test.txt", ios::out); ofs << "Hello world!"; ofs.close();}int main(){ test01();}
联系客服