以下内容均来自B站黑马程序员C++，小张大三了由于中途转专业需要补修课程所以自学C++，写了这份笔记以及一些思考，看到好多人要讲义，所以在此分享，在学习C++之前，接触过JAVA、python、操作系统、计算机组成原理…为什么高校大一就学C++呢，我虽然先学的别的但深有体会，编程语言大多都是基础语法与面向对象，他们其实很类似的，而C++又是编程中最最最基础的语言，学好C++之后的其它编程语言都可以轻松上手，而且操作系统、计组又可以解释他们的底层逻辑(例如我写的基础语法入门2.1)，看不懂也没关系，这门课重在让大家入门学习。
为什么选择黑马？因为我的JAVA也是跟着黑马学的，他真的对小白很友好，所以建议各位同学可以跟着B站边看边敲，真的很有用！

本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解，探讨C++中的核心和精髓

一、内存分区模型

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的
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

1.1 程序运行前

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也存放在此.
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放.

eg：

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

//全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;

int main() {

	//局部变量
	int a = 10;
	int b = 10;

	//打印地址
	cout << "局部变量a地址为： " << (int)&a << endl;
	cout << "局部变量b地址为： " << (int)&b << endl;

	cout << "全局变量g_a地址为： " <<  (int)&g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b地址为： " <<  (int)&g_b << endl;

	//静态变量
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 10;

	cout << "静态变量s_a地址为： " << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量s_b地址为： " << (int)&s_b << endl;

	cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world" << endl;
	cout << "字符串常量地址为： " << (int)&"hello world1" << endl;

	cout << "全局常量c_g_a地址为： " << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量c_g_b地址为： " << (int)&c_g_b << endl;

	const int c_l_a = 10;
	const int c_l_b = 10;
	cout << "局部常量c_l_a地址为： " << (int)&c_l_a << endl;
	cout << "局部常量c_l_b地址为： " << (int)&c_l_b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

输出结果
局部变量a的地址为: 13629532
局部变量b的地址为: 13629520
全局变量g_a的地址为: 15646784
全局变量g_b的地址为: 15646788
静态变量s_a的地址为: 15646792
静态变量s_b的地址为: 15646796
字符串常量的地址为15637396
全局常量 c_g_a的地址为:15637564
全局常量 c_g_b的地址为:15637568
局部常量 c_l_a的地址为:13629508
局部常量 c_l_b的地址为:13629496

总结
C++中在程序运行前分为全局区和代码区
代码区特点是共享和只读
全局区中存放全局变量、静态变量、常量
常量区中存放 const修饰的全局常量和字符串常量

黑马程序员C++34

1.2 程序运行后

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
注意事项：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放

eg：

//栈区数据注意事项 --不要返回局部变量的地址
//栈区的数据由编译器管理开辟和释放

int* func()
{
	int a = 10; //局部变量  存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后自动释放
	return &a;	//返回局部变量的地址
}
int main()
{
	//接收func函数的返回值
	int * p = func();
	cout << "*p = " << *p << endl;//第一次可以打印正确的数字，是因为编译器做了保留
	cout << "*p = " << *p << endl;//第二次这个数据就不再保留

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
*p = 10
*p = 2023799776

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

eg：

int* func()
{
	//利用new关键字  可以将数据开辟到堆区
	//指针 本质也是局部变量，放在栈上，指针保存的数据是放在堆区
	int * p = new int(10);
	return p;

}
int main()
{
	//在堆区开辟数据
	int * p = func();
	cout << "*p=" << *p << endl;
	cout << "*p=" << *p << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
*p=10
*p=10

总结
堆区数据由程序员管理开辟和释放
堆区数据利用new关键字进行开辟内存

黑马程序员C++35

1.3 new操作符

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

eg 1：基本语法

#include <iostream>
using namespace std;

//1.new的基本语法
int * func()
{
	//在堆区创建一个整型数据
	//new返回的是 该数据类型的指针
	int * p=new int(10);
	return p;
}
void test01()
{
	int *p = func();
	cout << "*p = " << *p << endl;
	cout << "*p = " << *p << endl;
	//堆区的数据 由程序员管理开辟，管理释放
	//如果想释放堆区的数据，利用关键字delete
	delete p;
	//cout << "*p = " << *p << endl;//内存已经被释放，再次访问就是非法操作，报错
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
*p = 10
*p = 10

eg 2：开辟数组

//堆区开辟数组
int main() {
    //创建10整型数据的数组，在堆区
    int * arr=new int[10];	//10代表数组有10个元素
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 100;//给10个元素赋值 100~109
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    //释放堆区数组
    //释放数组的时候 要加[]
    delete[] arr;
    
    system("pause");
    return 0;
}

输出结果
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

二、引用

2.1 引用的基本使用

作用： 给变量起别名

语法： 数据类型 &别名 = 原名

eg：

int main()
{
	//引用基本语法
	//数据类型 &别名 = 原名
	int a = 10;
	//创建引用
	int &b = a;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	b = 20;
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
a = 10
b = 10
a = 20
b = 20

2.2 引用注意事项

引用必须初始化
引用在初始化后，不可以改变

eg：

int main()
{
	int a = 10;
	//1.引用必须初始化
	//int &b;  //错误，必须要初始化
	int &b = a;
	//2.引用在初始化后，不可以改变
	int c = 20;
	b = c;	//赋值操作，而不是更改引用

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
a = 20
b = 20
c = 20

2.3 引用做函数参数

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

eg：

//交换函数
//1.值传递
void mySwap01(int a, int b)
{
	int temp=a;
	a = b;
	b = temp;

	cout << "swap_01 a = " << a << endl;
	cout << "swap_01 b = " << b << endl;
}
//2.地址传递
void mySwap02(int *a, int *b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
//3.引用传递
void mySwap03(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//mySwap01(a, b); //值传递，形参不会修饰实参
	//mySwap02(&a, &b); //地址传递，形参会修饰实参
	mySwap03(a, b); //引用传递，形参也会修饰实参
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

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

2.4 引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的

注意： 不要返回局部变量引用

用法：函数调用作为左值

eg：

//引用做函数的返回值
//1.不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
	int a = 10; //局部变量存放在四区中的栈区
	return a;
}

//2.函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
	static int a = 10;	//静态变量，存放在全局区，全局区上的数据在程序结束后系统释放
	return a;
}
int main()
{
	//int &ref = test01();
	//cout << "ref = " << ref << endl;//第一次结果正确,是因为编译器做了保留
	//cout << "ref = " << ref << endl;//第二次结果错误，因为a的内存已经释放

	int &ref2 = test02();
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	test02()=1000;  //如果函数的返回值是引用，这个函数调用可以作为左值
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
ref2 = 10
ref2 = 10
ref2 = 1000
ref2 = 1000
第24行test02()=1000;相当于a=1000,a的别名又是ref2所以ref2=1000

2.5 引用的本质

本质： 引用的本质在c++内部实现是一个指针常量

eg：

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref){
	ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){
	int a = 10;
    
    //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
	int& ref = a; 
	ref = 20; //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
    
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "ref:" << ref << endl;
    
	func(a);
	return 0;
}

结论：C++推荐用引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

黑马程序员C++36

2.6 常量引用

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

eg：

//打印数据函数
void showValue(const int &val)
{
	/*val = 1000;*/
	cout << "val = " << val << endl;
}
int main()
{
	//常量引用
	//使用场景:用来修饰形参，防止误操作

	/*int a = 10;*/
	//int &ref = 10; //引用必须引用一块合法的内存空间
	
	//加上const之后，编译器将代码修改 int temp=10;const int &ref=temp;
	const int &ref = 10;
	//ref = 20; //加入const之后变为只读，不可以修改

	int a = 100;
	showValue(a);

	cout << "a = " << a << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

总结，const可以修饰
变量
结构体
常量引用

三、函数提高

3.1 函数默认参数

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）{}

eg：

//函数默认参数
//如果我们自己传入数据，就用自己的数据，如果没有，那么用默认值
//语法:返回值类型 函数名 (形参 = 默认值){}
int func(int a, int b=20, int c=30)
{
	return a + b + c;
}
//注意事项:
//1.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
//int func1(int a,int b=10,int c)
//{
//	return a + b + c;
//}
//2.如果函数的声明有了默认参数，函数实现就不能有默认参数
//声明和实现只能有一个默认参数
int func2(int a=10, int b=10);
int func2(int a , int b)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	cout<<func(10)<<endl;
	cout << func(10, 30) << endl;
	cout << func2() << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
60
70
20

总结
如果我们自己传入数据，就用自己的数据，如果没有，那么用默认值
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
如果函数的声明有了默认参数，函数实现就不能有默认参数

3.2 函数占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数，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){}

在现阶段函数的占位参数存在意义不大，但是后面的课程中会用到该技术

eg：

//占位参数
//返回值类型 函数名 (参数类型) {}
//目前现阶段的占位参数还用不到，后面课程会用到
//占位参数 还可以有默认参数
void func(int a, int)
{
	cout << "this is function1" << endl;
}
void func1(int a,int =10)
{
	cout << "this is function2" << endl;
}
int main()
{
	func(10,10);
	func1(10);

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
this is func1
this is func2

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

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

eg：

//函数重载
//可以让函数名相同，提高复用性
//函数重载的满足条件:
//1.同一个作用域下 2.函数名称相同 3.函数参数类型不同，或者个数不同，或者顺序不同
void func()
{
	cout << "func 的调用" << endl;
}
//个数不同
void func(int a)
{
	cout << "func(int a) 的调用" << endl;
}
//参数类型不同
void func(double a)
{
	cout << "func(double a) 的调用" << endl;
}
//顺序不同
void func(int a, double b)
{
	cout << "func(int a,double b) 的调用" << endl;
}
void func(double a, int b)
{
	cout << "func(double a,int b) 的调用" << endl;
}
//注意事项
//函数的返回值不可以作为函数重载的条件
//int func(double a, int b)
//{
//	cout << "func(double a,int b) 的调用" << endl;
//	return 0;
//}
int main()
{
	func();
	func(10);
	func(3.14);
	func(10, 3.14);
	func(3.14, 10);

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
func 的调用
func(int a) 的调用
func(double a) 的调用
func(int a,double b) 的调用
func(double a,int b) 的调用

视频中函数的返回值不可以作为函数重载的条件,其实有接收变量也可以重载

int func(double a, int b)
{
    cout << "func(double a,int b) 的调用" << endl;
    return 0;
}
int main()
{
    int a=func(3.14, 10);

    system("pause");
    return 0;
}

3.3.2 函数重载注意事项

引用作为重载条件
函数重载碰到函数默认参数

eg：

//函数重载的注意事项
//1.引用作为重载的条件
void func(int &a)
{
	cout << "func(int &a)调用" << endl;
}
void func(const int &a)
{
	cout << "func(const int &a)调用" << endl;
}
//2.函数重载碰到默认参数
void func2(int a,int b=10)
{
	cout << "func2(int a,int b=10)调用" << endl;
}
void func2(int a)
{
	cout << "func2(int a)调用" << endl;
}
int main()
{
    int a = 10;
	func(a);
	func(10);//int &a=10; 不合法 const int &a=10;合法

	//func2(10);  //当函数重载碰到默认参数，出现二义性，报错

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
func(int &a)调用
func(const int &a)调用

四、类对象

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

eg：

人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…
车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…,行为有载人、放音乐、放空调…
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

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 };

eg 1：设计一个圆类，求圆的周长

示例代码：

const double PI = 3.14;
//设计一个圆类，求圆的周长
//圆求周长的公式:2 * PI *半径
//class 代表设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
class Circle
{
	//访问权限
public://公共权限
	//属性
	int m_r;//半径

	//行为
	//获取圆的周长
	double calculateZC()
	{
		return 2 * PI*m_r;
	}
};
int main()
{
	//通过圆类  创建具体的圆(对象)
	Circle c1;
	//给圆对象的属性进行赋值
	c1.m_r = 10;
	cout << "圆的周长为:" << c1.calculateZC() << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
圆的周长为:62.8

eg 2：设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号

eg 2代码：

//设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号
class Student
{
public:
	//类中的属性和行为 我们统一称为成员
	//属性 成员属性 成员变量
	//行为 成员函数 成员方法


	//属性
	string m_Name;
	int m_Id;

	//行为  显示姓名和学号
	void show()
	{
		cout << m_Name <<" "<< m_Id << endl;
	}
	//给姓名赋值
	void setName(string name)
	{
		m_Name = name;
	}
	//给学号赋值
	void setId(int Id)
	{
		m_Id = Id;
	}
};
int main()
{
	//创建一个具体学生 实例化对象
	Student s1;
	s1.setName("张三");
	//s1.m_Name = "张三";
	s1.m_Id = 1;
	//显示学生信息
	s1.show();

	Student s2;
	s2.m_Name="李四";
	s2.m_Id = 2;
	s2.show();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
张三 1
李四 2

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
protected 保护权限
private 私有权限

eg：

//访问权限:
//公共权限 public			成员 类内可以访问 类外可以访问
//保护权限 protected		成员 类内可以访问 类外不可以访问	子可以访问父的保护内容
//私有权限 private			成员 类内可以访问 类外不可以访问	子不可以访问父的私有内容

class Person
{
public:
	//公共权限
	string m_Name;

protected:
	//保护权限
	string m_Car;

private:
	//私有权限
	int m_Password;

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

int main()
{
	//实例化具体对象
	Person p1;

	p1.m_Name = "李四";
	//p1.m_Car = "奔驰"; //保护权限内容，在类外访问不到
	//p1.m_Password = 123;	//私有权限内容，类外访问不到
	p1.func();

	system("pause");
	return 0;
}

总结
公共权限 public 成员类内可以访问类外可以访问
保护权限 protected 成员类内可以访问类外不可以访问子可以访问父的保护内容
私有权限 private 成员类内可以访问类外不可以访问子不可以访问父的私有内容

4.1.2 struct和class区别

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

class C1
{
	int m_A;	//默认权限是 私有
};
struct C2
{
	int m_A;	// 默认权限是 公有
};
int main()
{
	//struct 和 class区别
	//struct 默认权限是 公有 public
	//class 默认权限是 私有 private
	C1 c1;
	//c1.m_A = 100;	

	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

eg：

//成员属性设置为私有
//1.可以自己控制读写权限
//2.对于可以检测数据的有效性

//设计人  类
class Person
{
public:
	//写姓名
	void SetName(string name)
	{
		m_Name = name;
	}
	//获取姓名
	string getName()
	{
		return m_Name;
	}
	//获取年龄 只读
	int getAge()
	{
		m_Age = 0;//初始化为0
		return m_Age;
	}
	//设置年龄 可写
	void setAge(int age)
	{
		if (age < 0 || age>150)
		{
			cout << "输入有误" << endl;
			return;
		}
		m_Age = age;
	}
	//设置情人 只写
	void setLover(string Lover)
	{
		m_Lover = Lover;
	}
private:
	string m_Name;//姓名 可读可写
	int m_Age;//年龄  只读
	string m_Lover;//情人 只写
};
int main()
{
	Person p;
	p.SetName("张三");
	cout << "姓名为:" << p.getName() << endl;
	p.setAge(1000);
	cout << "年龄为:" << p.getAge() << endl;
	//设置情人
	p.setLover("苍井");
	//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取

	system("pause");
	return 0;
}

练习案例1：设计立方体类

设计立方体类(Cube)
求出立方体的面积和体积
分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等

黑马程序员C++37

黑马程序员C++40

//1.创建立方体的类
//2.设计属性
//3.设计行为 获取立方体面积和体积
//4.分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等
class Cube
{
public:
	//设置长
	void setL(int L)
	{
		m_L = L;
	}
	//获取长
	int getL()
	{
		return m_L;
	}
	//设置宽
	void setW(int W)
	{
		m_W = W;
	}
	//获取宽
	int getW()
	{
		return m_W;
	}
	//设置高
	void setH(int H)
	{
		m_H = H;
	}
	//获取高
	int getH()
	{
		return m_H;
	}
	//获取立方体面积
	int calculateS()
	{
		return 2 * m_L*m_W + 2 * m_W*m_H + 2 * m_L*m_H;
	}
	//立方体面积
	int calculateC()
	{
		return  m_L * m_W *m_H;
	}
	//利用成员函数判断两个立方体是否相等
	bool isSameByClass(Cube &c)
	{
		if (m_L == c.getL() && m_W== c.getW() && m_H == c.getH())
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
private:
	int m_L; //长
	int m_W; //宽
	int m_H; //高
};
//利用全局函数判断 两个立方体是否相等
bool isSame(Cube &c1, Cube &c2)
{
	if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW()&& c1.getH() == c2.getH())
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
int main()
{
	//创建立方体对象
	Cube c1;
	c1.setL(10);
	c1.setW(10);
	c1.setH(10);
	cout << "c1的面积:" << c1.calculateC() << endl;
	cout << "c1的体积:" << c1.calculateS() << endl;

	Cube c2;
	c2.setL(10);
	c2.setW(10);
	c2.setH(10);
	cout << "c1的面积:" << c1.calculateC() << endl;
	cout << "c1的体积:" << c1.calculateS() << endl;

	//利用全局函数判断
	bool ret = isSame(c1, c2);
	if (ret)
		cout << "c1和c2是相等的" << endl;
	else
		cout << "c1和c2不相等的" << endl;

	//利用成员函数判断
	bool ret2 = c1.isSameByClass(c2);
	if (ret2)
		cout << "c1和c2是相等的" << endl;
	else
		cout << "c1和c2不相等的" << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
c1的面积:1000
c1的体积:600
c1的面积:1000
c1的体积:600
c1和c2是相等的
c1和c2是相等的

练习案例2：点和圆的关系

设计一个圆形类（Circle），和一个点类（Point），计算点和圆的关系

黑马程序员C++38

黑马程序员C++39

class Point
{
public:
	void setX(int x)
	{
		p_X = x;
	}
	void setY(int y)
	{
		p_Y = y;
	}
	int getX()
	{
		return p_X;
	}
	int getY()
	{
		return p_Y;
	}
private:
	int p_X;
	int p_Y;
};
class Circle
{
public:
	void setR(int r)
	{
		c_R = r;
	}
	int getR()
	{
		return c_R;
	}
	void setCenter(Point center)
	{
		m_Center = center;
	}
	Point getCenter()
	{
		return m_Center;
	}
private:
	int c_R;//半径
	//在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
	Point m_Center;//圆心
};
//判断点和圆
void isInCircle(Circle &c, Point &p)
{
	//计算两点之间距离
	int distance = (c.getCenter().getX() - p.getX())*(c.getCenter().getX() - p.getX()) +
		(c.getCenter().getY() - p.getY())*(c.getCenter().getY() - p.getY());
	//计算半径的平方
	int rDistance = c.getR()*c.getR();
	//判断关系
	if (distance == rDistance)
		cout << "点在圆上" << endl;
	else if (distance >= rDistance)
		cout << "点在圆外" << endl;
	else
		cout << "点在圆内" << endl;
}
int main()
{
	//创建圆
	Circle c;
	c.setR(10);
	Point center;
	center.setX(10);
	center.setY(0);
	c.setCenter(center);
	//创建点
	Point p;
	p.setX(10);
	p.setY(10);
	//判断关系
	isInCircle(c, p);

	system("pause");
	return 0;
}

分文件编写point.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
public:
	void setX(int x);
	void setY(int y);
	int getX();
	int getY();
private:
	int p_X;
	int p_Y;
};

point.cpp

#include "point.h"

void Point::setX(int x)
{
	p_X = x;
}
void Point::setY(int y)
{
	p_Y = y;
}
int Point::getX()
{
	return p_X;
}
int Point::getY()
{
	return p_Y;
}

Circle.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include "point.h"

class Circle
{
public:
	void setR(int r);
		int getR();
		void setCenter(Point center);
		Point getCenter();
private:
	int c_R;//半径
	//在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
	Point m_Center;//圆心
};

Circle.cpp

#include "Circle.h"

void Circle::setR(int r)
{
	c_R = r;
}
int Circle::getR()
{
	return c_R;
}
void Circle::setCenter(Point center)
{
	m_Center = center;
}
Point Circle::getCenter()
{
	return m_Center;
}

main.cpp

#include <iostream>
using namespace std;
#include "Circle.h"
#include "point.h"

//判断点和圆
void isInCircle(Circle &c, Point &p)
{
	//计算两点之间距离
	int distance = (c.getCenter().getX() - p.getX())*(c.getCenter().getX() - p.getX()) +
		(c.getCenter().getY() - p.getY())*(c.getCenter().getY() - p.getY());
	//计算半径的平方
	int rDistance = c.getR()*c.getR();
	//判断关系
	if (distance == rDistance)
		cout << "点在圆上" << endl;
	else if (distance >= rDistance)
		cout << "点在圆外" << endl;
	else
		cout << "点在圆内" << endl;
}
int main()
{
	//创建圆
	Circle c;
	c.setR(10);
	Point center;
	center.setX(10);
	center.setY(0);
	c.setCenter(center);
	//创建点
	Point p;
	p.setX(10);
	p.setY(10);
	//判断关系
	isInCircle(c, p);

	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

#include <iostream>
using namespace std;

//对象的初始化和清理
//1.构造函数	进行初始化操作
class Person
{
public:
	//1.1 构造函数 
	//1. 构造函数，没有返回值也不写void
	//2. 函数名称与类名相同
	//3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
	//4. 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
	Person()
	{
		cout << "Person 构造函数的调用" << endl;
	}

	//2.析构函数	进行清理操作
	//1. 析构函数，没有返回值也不写void
	//2. 函数名称与类名相同, 在名称前加上符号  ~
	//3. 析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
	//4. 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
	~Person()
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}
};

//构造和析构都是必须有的实现，如果我们不提供，编译器会提供一个空实现的构造和析构
void test01()
{
	Person p;  //在栈上的数据，test01执行完毕后，释放这个对象
}
int main()
{
	test01();

	Person p2;

	system("pause");
	return 0;
}

总结：构造和析构都是必须有的实现，如果我们不提供，编译器会提供一个空实现的构造和析构

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

eg：

//1.构造函数的分类及调用
//分类
//按参数分为： 有参构造和无参构造(默认构造)
//按类型分为： 普通构造和拷贝构造
class Person
{
public:
	//构造函数
	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 &p)
	{
		//将传入的人身上的所有属性，拷贝到我身上
		age = p.age;
		cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}
	int age;
};
//调用
void test01()
{
	////1.括号法
	//Person p;//默认构造函数调用
	//Person p2(10);//有参构造函数
	//Person p3(p2);//拷贝构造函数
	////注意事项
	////调用默认构造函数，不要加() 因为下面这行代码，编译器会认为是一个函数的声明
	//Person p1();
	//cout << "p2的年龄为:" << p2.age<<endl;
	//cout << "p3的年龄为:" << p3.age << endl;

	//2.显示法
	Person p1;
	Person p2 = Person(10);//有参构造
	Person p3 = Person(p2);//拷贝构造

	Person(10);//等号右侧单独拿出来叫匿名对象  特点:当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
	cout << "aaa" << endl;
	//注意事项2
	//不要利用拷贝构造函数 初始化匿名对象  编译器会认为Person(p3)==Person p3; 对象声明
	Person(p3);

	//3.隐式转换法
	Person p4 = 10;//相当于写了 Person p4=Person(10);  有参构造
	Person p5 = p4;//拷贝构造
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

这节注意事项比较多，反复理解！

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

eg：

class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}
	Person(int age)
	{
		cout << "Person有参函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}
	Person(const Person &p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数调用" << endl << endl;
	}

	int m_Age;
};
//拷贝构造函数调用时机
//1.使用一个已经创建完成的对象来初始化一个新对象
void test01()
{
	Person p1(20);
	Person p2(p1);

	cout << "p2的年龄" << p2.m_Age << endl << endl;
}
//2.值传递的方式给函数参数传值
void dowork(Person p)
{

}
void test02()
{
	Person p;
	dowork(p);
}
//3.值方式返回局部对象
Person dowork2()
{
	Person p1;
	cout << (int *)&p1 << endl;
	return p1;
}
void test03()
{
	Person p = dowork2();
	cout << (int *)&p << endl;
}
int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
Person有参函数调用
Person拷贝构造函数调用
p2的年龄20
Person析构函数调用
Person析构函数调用
Person默认构造函数调用
Person拷贝构造函数调用
Person析构函数调用
Person析构函数调用
Person默认构造函数调用
00000073B051F9B4
Person拷贝构造函数调用
Person析构函数调用
00000073B051FB14
Person析构函数调用

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

eg：

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;
};

void test01()
{
	Person p1(18);
	//如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
	Person p2(p1);

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

void test02()
{
	//如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
	Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
	Person p2(10); //用户提供的有参
	Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供

	//如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
	Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
	Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
	Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}

int main() {
	test01();

	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

黑马程序员C++41

eg：

//深拷贝与浅拷贝
class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person默认构造函数调用" << endl;
	}
	Person(int age,int height)
	{
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
		cout << "Person有参函数调用" << endl;
	}
	Person(const Person &p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height; 编译器默认实现就是这行代码
		//深拷贝
		m_Height = new int(*p.m_Height);
	}
	~Person()
	{
		//析构代码，将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL)
		{
			delete m_Height;
			m_Height = NULL;
		}
		cout << "Person析构函数调用" << endl << endl;
	}
	int m_Age;
	int *m_Height;//身高
};

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

	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << "身高为: " << *p2.m_Height << endl;
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
Person有参函数调用
p1的年龄为:18身高为: 160
Person拷贝构造函数调用
p2的年龄为:18身高为: 160
Person析构函数调用
Person析构函数调用

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）... {}

eg：

//初始化列表
class Person
{
public:
	////传统初始化操作
	//Person(int a, int b,int c)
	//{
	//	m_A = a;
	//	m_B = b;
	//	m_C = c;
	//}
	//初始化列表初始化属性
	Person(int a,int b,int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c)
	{

	}
	int m_A;
	int m_B;
	int m_C;
};

void test01()
{
	//Person p(10, 20, 30);
	Person p(30,20,10);
	cout << "m_A = " << p.m_A << " m_B = " << p.m_B << " m_C = " << p.m_C << endl;
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
m_A = 30 m_B = 20 m_C = 10

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？

eg：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

//类对象作为类成员
//手机类
class Phone
{
public:
	Phone(string pName)
	{
		cout << "Phone 的构造函数调用" << endl;
		m_PName = pName;
	}
	~Phone()
	{
		cout << "Phone 的析构函数调用" << endl;
	}
	//手机品牌名称
	string m_PName;
};
//人类
class Person
{
public:
	//Phone m_Phone = pName;  隐式转换法
	Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
	{
		cout << "Person 的构造函数调用" << endl;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person 的析构函数调用" << endl;
	}
	string m_Name;
	Phone m_Phone;
};
//当其它类对象作为本类成员，构造时候先构造类对象，再构造自身。析构与构造相反
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");
	return 0;
}

输出结果
Phone 的构造函数调用
Person 的构造函数调用
张三拿着苹果MAX
Person 的析构函数调用
Phone 的析构函数调用

总结：当其它类对象作为本类成员，构造时候先构造类对象，再构造自身。析构与构造相反。
其实就是栈区的先进后出

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

eg 1 ：静态成员变量

class Person
{
	
public:

	static int m_A; //静态成员变量

	//静态成员变量特点：
	//1 在编译阶段分配内存
	//2 类内声明，类外初始化
	//3 所有对象共享同一份数据

private:
	static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的
};
int Person::m_A = 10;
int Person::m_B = 10;

void test01()
{
	//静态成员变量两种访问方式

	//1、通过对象
	Person p1;
	p1.m_A = 100;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl;

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据
	cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl;

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

	//cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

eg 2：静态成员函数

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;
}

//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:
	//静态成员函数
	static void func()
	{
		m_A = 100;//静态成员函数 可以访问 静态成员变量
		//m_B = 200;//静态成员函数 不可以访问 非静态成员变量，无法区分到底是哪个对象的m_B
		cout << "static void func 调用" << endl;
	}
	static int m_A;//静态成员变量
	int m_B;//非静态成员变量

	//静态成员函数也是有访问权限的
private:
	static void func2()
	{
		cout << "static void func2 的调用" << endl;
	}
};
int Person::m_A = 0;
void test01()
{
	//1.通过对象访问
	Person p;
	p.func();

	//2.通过类名访问
	Person::func();
	//Person::func2();  //类外访问不到私有的静态成员函数
}
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

eg：

#include <iostream>
using namespace std;

//成员变量和成员函数是分开存储的
class Person
{
	int m_A; //非静态成员变量 属于类的对象上
	static int m_B; //静态成员变量 不属于类对象上
	void func(){} //非静态成员函数 不属于类对象上
	static void func2(){} //静态成员变量 不属于类对象上
};
int Person::m_B = 0;
void test01()
{
	Person p;
	//空对象占用的内存空间为:1
	//C++编译器会给每个空对象也分配一个字节的空间是为了区分空对象占内存的位置
	//每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}
void test02()
{
	Person p;
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}
int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：只有非静态成员变量才属于类的对象上

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指针指向的是被调用的成员函数所属的对象p
		this ->age=age;
	}
	Person& PersonAddAge(Person &p)
	{
		this->age += p.age;
		//this指向p2的指针，而*this指向的就是p2这个对象本体
		return *this;
	}
	int age;
};
//1.解决名称冲突
void test01()
{
	Person p1(18);
	cout << "p1的年龄为:" << p1.age << endl;
}
//2.返回对象本身用*this
void test02()
{
	Person p1(10);
	Person p2(10);
	//链式编程思想
	p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);
	cout << "p2 的年龄为: " << p2.age << endl;
}
int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

注意：不加&返回的是一个拷贝了p2数值的匿名对象1号，这个匿名对象继续加10返回匿名对象2号…..

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

eg：

//空指针调用成员函数
class Person
{
public:
	void showClassName()
	{
		cout << "this is Person class" << endl;
	}
	void showPersonAge()
	{
		//报错原因是因为传入的指针是为NULL
		if (this == NULL)
		{
			return;
		}
		cout << "age = " << /*this->*/m_Age << endl;
	}
	int m_Age;
};
void test01()
{
	Person *p = NULL;
	p->showClassName(); //空指针，可以调用成员函数
	p->showPersonAge();  //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}
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

eg：

class Person
{
    public:
    //this指针的本质 是指针常量 指针的指向不可以修改 指针
    //Person * const this;
    //在成员函数后面加const，修饰的是this指针，让指针指向的值也不可以修改
    void showPerson() const
    {
        //this->m_A = 100;
        //this = NULL; //this指针不可以修改指针的指向
        this->m_B = 100;
    }
    void func()
    {

    }
    int m_A;
    mutable int m_B;//特殊变量，即使在常函数中，也可以修改这个值,加关键字mutable
};

void test01()
{
    Person p;
    p.showPerson();
}
//常对象
void test02()
{
    const Person p;//在对象前加const,变为常对象
    //p.m_A=100;
    p.m_B = 100; //m_B是特殊值，在常对象下也可以修改

    //常对象只能调用常函数
    p.showPerson();
    //p.func();  //常对象不可以调用普通的成员函数，因为普通成员函数可以修改属性
}
int main()
{
    test01();
    test02();

    system("pause");
    return 0;
}

4.4 友元

生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧室(Private)

客厅所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去

但是呢，你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。

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

//建筑物类
class Building
{
friend void goodGay(Building &building);//goodGay全局函数是 building好朋友，可以访问Building中私有成员
public:
	Building()
	{
		m_SittingRoom = "客厅";
		m_BedRoom = "卧室";
	}
public:
	string m_SittingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};
//全局函数
void goodGay(Building &building)
{
	cout << "好基友全局函数 正在访问:" << building.m_SittingRoom << endl;
	cout << "好基友全局函数 正在访问:" << building.m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
	Building building;
	goodGay(building);
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
好基友全局函数正在访问:客厅
好基友全局函数正在访问:卧室

4.4.2 类做友元

eg：

//类做友元
class Building;
class GoodGay
{
public:
	GoodGay();
	void visit();//参观函数访问Building中的属性
	Building * building;
};
class Building
{
	//GoodGay类是本类的好朋友，可以访问本类中的私有成员
	friend class GoodGay;
public:
	Building();
public:
	string m_SittingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};
//类外写成员函数
Building::Building()
{
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay()
{
	//创建建筑物对象
	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 test01()
{
	GoodGay gg;
	gg.visit();
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

4.4.3 成员函数做友元

eg：

class Building;
class GoodGay
{
public:
	GoodGay();
	void visit(); //让visit函数可以访问Building中私有成员
	void visit2(); //让visit2函数不可以访问Building中私有成员
	Building * building;
};
class Building
{
	friend void GoodGay::visit();//告诉编译器 GoodGay类下的visit成员函数作为本类的好朋友可以访问私有成员
public:
	Building();
public:
	string m_SettingRoom;
private:
	string m_BedRoom;
};
//类外实现成员函数
Building::Building()
{
	m_SettingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}
GoodGay::GoodGay()
{
	building = new Building;//创建一个Building对象在堆区并且指针维护这个对象
}
void GoodGay::visit()
{
	cout << "visit 函数正在访问" << building->m_SettingRoom << endl;
	cout << "visit 函数正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void GoodGay::visit2()
{
	cout << "visit2 函数正在访问" << building->m_SettingRoom << endl;
	//cout << "visit2 函数正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
	GoodGay gg;
	gg.visit();
	gg.visit2();
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
visit 函数正在访问客厅
visit 函数正在访问卧室
visit2 函数正在访问客厅

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

黑马程序员C++43

#include <iostream>
using namespace std;

//加号运算符重载

class Person
{
public:
	//1.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;
};
//2.全局函数重载+号
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;
}
//函数重载的版本
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;

	//成员函数重载本质调用 
	//Person p3 = p1.operator + (p2);
	//全局函数本质调用
	//Person p3 = operator+(p1, p2);

	Person p3 = p1 + p2;
	cout << "p3.m_A = " << p3.m_A << endl;
	cout << "p3.m_B = " << p3.m_B << endl;
	//运算符重载也可以发生函数重载
	Person p4 = p1 + 10;//Person+int
	cout << "p4.m_A = " << p4.m_A << endl;
	cout << "p4.m_B = " << p4.m_B << endl;
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
p3.m_A = 20
p3.m_B = 20
p4.m_A = 20
p4.m_B = 20

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

eg：

#include <iostream>
using namespace std;

//左移运算符重载
class Person
{
	friend ostream &operator<<(ostream &cout, Person& p);
public:
	Person(int a, int b)
	{
		this->m_A = a;
		this->m_B = b;
	}
private:
	//利用成员函数重载，左移运算符  p.operator<<(cout)  简化版本 p<<cout;
	//不会利用成员函数重载<<运算符，因为无法实现 cout在左侧
	//void operator<<(cout)
	//{
	//	
	//}
	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 &cout, Person& p) //本质 operator<<(cout,p) 简化 cout<<p
{
	cout << "m_A = " << p.m_A << " m_B = " << p.m_B;
	return cout;
}
void test01()
{
	Person p(10,10);

	cout << p <<endl;
}
int main()
{
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
m_A = 10 m_B = 10
26行，&cout，全局只能由一个，所以不能复制，只能引用。35行链式编程思想<<endl之前返回值要用ostream对象，所以36行返回值用ostream

总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型

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

eg：

//重载递增运算符
//自定义整型
class MyInteger 
{
	friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:
	MyInteger() 
	{
		m_Num = 0;
	}
	//前置++
	MyInteger& operator++() //链式思想 返回引用是为了一直对一个数据进行递增操作
	{
		//先++
		m_Num++;
		//再将自身返回
		return *this;
	}
	//后置++
	//int 代表占位参数,可以用于区分前置和后置递增
	MyInteger operator++(int) //局部对象，操作完后内存释放，如果使用引用是非法操作
	{
		//先  记录当时结果
		MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++；
		//后递增
		m_Num++;
		//最后将记录结果做返回
		return temp;
	}
private:
	int m_Num;
};


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


//前置++ 先++ 再返回
void test01() 
{
	MyInteger myInt;
	cout << ++myInt << endl;
	cout << myInt << endl;

	//cout << ++(++myInt) << endl;
	//cout << myInt << endl;//如果不用链式思想，ji返回的是++myInt
}

//后置++ 先返回 再++
void test02() 
{
	MyInteger myInt;
	cout << myInt++ << endl;
	cout << myInt << endl;
}

int main() 
{
	test01();
	//test02();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：前置递增返回引用，后置递增返回值

4.5.4 赋值运算符重载

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

eg：

class Person
{
public:

	Person(int age)
	{
		//将年龄数据开辟到堆区
		m_Age = new int(age);
	}

	//重载赋值运算符 
	Person& operator=(Person &p)
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
		//编译器提供的代码是浅拷贝
		//m_Age = p.m_Age;

		//提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
		m_Age = new int(*p.m_Age);

		//返回自身
		return *this;
	}


	~Person()
	{
		if (m_Age != NULL)
		{
			delete m_Age;
			m_Age = NULL;
		}
	}

	//年龄的指针
	int *m_Age;

};


void test01()
{
	Person p1(18);

	Person p2(20);

	Person p3(30);

	p3 = p2 = p1; //赋值操作

	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;
}

int main() {

	test01();

	//int a = 10;
	//int b = 20;
	//int c = 30;

	//c = b = a;
	//cout << "a = " << a << endl;
	//cout << "b = " << b << endl;
	//cout << "c = " << c << endl;

	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

eg：

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

	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()
{
	//int a = 0;
	//int b = 0;

	Person a("孙悟空", 18);
	Person b("孙悟空", 18);

	if (a == b)
	{
		cout << "a和b相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}

	if (a != b)
	{
		cout << "a和b不相等" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "a和b相等" << 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

eg：

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

};
void test01()
{
	//重载的（）操作符 也称为仿函数
	MyPrint myFunc;
	myFunc("hello world");
}


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

void test02()
{
	MyAdd add;
	int ret = add(10, 10);
	cout << "ret = " << ret << endl;

	//匿名对象调用  
	cout << "MyAdd()(100,100) = " << 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：

黑马程序员C++44

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

例如我们看到很多网站中，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

普通实现：

//Java页面
class Java 
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	}
	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	}
	void content()
	{
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	}
};
//Python页面
class Python
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	}
	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	}
	void content()
	{
		cout << "Python学科视频" << endl;
	}
};
//C++页面
class CPP 
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	}
	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	}
	void content()
	{
		cout << "C++学科视频" << endl;
	}
};

void test01()
{
	//Java页面
	cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//Python页面
	cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//C++页面
	cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;
	CPP cp;
	cp.header();
	cp.footer();
	cp.left();
	cp.content();
}

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

输出结果

Java下载视频页面如下：
首页、公开课、登录、注册...（公共头部）
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
JAVA学科视频
--------------------
Python下载视频页面如下：
首页、公开课、登录、注册...（公共头部）
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
Python学科视频
--------------------
C++下载视频页面如下：
首页、公开课、登录、注册...（公共头部）
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
C++学科视频

继承实现：

语法：class A : public B;

//公共页面
class BasePage
{
public:
	void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}

	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	}
	void left()
	{
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	}

};

//Java页面
class Java : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	}
};
//Python页面
class Python : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "Python学科视频" << endl;
	}
};
//C++页面
class CPP : public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "C++学科视频" << endl;
	}
};

void test01()
{
	//Java页面
	cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//Python页面
	cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//C++页面
	cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;
	CPP cp;
	cp.header();
	cp.footer();
	cp.left();
	cp.content();
}

int main() {
	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

继承的好处：可以减少重复的代码

class A : public B;

A 类称为子类或派生类

B 类称为父类或基类

派生类中的成员，包含两大部分：

一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。

从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性

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

eg：

//公共继承
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; //父类中的公共权限成员	到子类依然是公共权限
		m_B; //父类中的保护权限成员	到子类依然是保护权限
		//m_C; //父类中的私有权限成员	子类访问不到
	}
};

void myClass()
{
	Son1 s1;
	s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
}

//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; //父类中公共成员	到子类变为保护权限
		m_B; //父类中保护成员	到子类变为保护权限
		//m_C; //父类中私有成员	子类访问不到
	}
};
void myClass2()
{
	Son2 s;
	//s.m_A; //m_A变为保护权限	因此类外访问不到
	//s.m_B; //m_B变为保护权限	不可访问
}

//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; //父类中公共成员	到子类变为私有权限
		m_B; //父类中保护成员	到子类变为私有权限
		//m_C; //父类中公共成员	到子类访问不到
	}
};
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;
	}
};

总结：私有权限都不可以继承，其它权限满足就近原则

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？

eg：

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()
{
	//父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去
	//父类中私有成员属性 是被编译器给隐藏了 因此是访问不到，但确实被继承下去了
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;	//输出16
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

利用工具查看：

黑马程序员C++46

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

效果如下图：

黑马程序员C++47

结论：父类中私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到

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？

eg：

//继承中的构造和析构顺序
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()
{
	//继承中的构造和析构顺序如下：
	//先构造父类，再构造子类，析构的顺序与构造顺序相反
	Son s;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
Base构造函数!
Son构造函数!
Son析构函数!
Base析构函数!

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

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

eg：

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

	void func()
	{
		cout << "Base - func()调用" << endl;
	}

	void func(int a)
	{
		cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
	}

public:
	int m_A;
};

class Son : public Base {
public:
	Son()
	{
		m_A = 200;
	}

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

void test01()
{
	Son s;

	cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
	cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;

	s.func();
	//s.func(10); //如果子类中出现和父类同名的成员函数，子类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名成员函数
	s.Base::func();
	s.Base::func(10);	//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

}
int main() {

	test01();

	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

输出结果
Son下的m_A = 200
Base下的m_A = 100
Son - func()调用
Base - func()调用
Base - func(int a)调用

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

eg：

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::代表通过类名方式访问	第二个::代表访问父类作用域下
	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();
    //子类出现和父类同名静态成员函数，也会隐藏父类中所有同名成员函数
	//如果想访问父类中被隐藏同名成员，需要加作用域
	Son::Base::func(100);
}
int main() {

	//test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

test01调用
通过对象访问：
Son 下 m_A = 200
Base 下 m_A = 100
通过类名访问：
Son 下 m_A = 200
Base 下 m_A = 100
test02调用
通过对象访问：
Son - static void func()
Base - static void func()
通过类名访问：
Son - static void func()
Base - static void func()
Base - static void func(int a)

总结：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象和通过类名）

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

eg：

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mA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;
}

输出结果
sizeof Son = 16
100
200

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：

黑马程序员C++48

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。

eg：

#include <iostream>
using namespace std;

//动物类
class Animal
{
public:
	int m_Age;
};

//利用虚继承 解决菱形继承的问题
//继承之前 加上关键字 virtual 变为虚继承
//Animal类称为 虚基类

//羊类
class Sheep : virtual public Animal {};
//驼类
class Tuo : virtual public Animal {};
//羊驼类
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};

void test01()
{
	SheepTuo st;
	st.Sheep::m_Age = 100;
	st.Tuo::m_Age = 200;

	//当菱形继承，两个父类拥有相同数据，需要加以作用域区分
	cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;	//不加virtual输出100
	cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;		//不加virtual输出200

	//这份数据我们知道 只有一份就可以了，菱形继承导致数据有两份，资源浪费
	cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
st.Sheep::m_Age = 200
st.Tuo::m_Age = 200
st.m_Age = 200

总结：

菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义
利用虚继承可以解决菱形继承问题

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

eg：

#include <iostream>
using namespace std;

//动物类
class Animal
{
public:
	//Speak函数就是虚函数
	//函数前面加上virtual关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了。
	virtual void speak()
	{
		cout << "动物在说话" << endl;
	}
};

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

//狗类
class Dog :public Animal
{
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	父类不加virtual cat.Dospeak会调用父类
//如果想执行让猫说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定。父类加virtual cat.Dospeak会调用子类

//动态多态满足条件
//1.有继承关系
//2.子类要重写父类的虚函数
//多态使用：
//父类指针或引用指向子类对象
void DoSpeak(Animal & animal)	//Animal &animal = cat;
{
	animal.speak();
}

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

	Dog dog;
	DoSpeak(dog);
}


int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
小猫在说话
小狗在说话

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

eg：

//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
		//在真实开发中 提出 开闭原则
		//开闭原则：对扩展进行开放，对修改进行关闭
	}
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()
{
	//多态使用条件 父类指针或者引用指向子类对象
	//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(猫狗说话，没有使用动物说话)

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

eg：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
	//纯虚函数
	//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
	//抽象类特点:
	//1.抽象类无法实例化对象
	//2.子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
	virtual void func() = 0;
};

class Son :public Base
{
public:
	virtual void func()
	{
		cout << "func调用" << endl;
	};
};

void test01()
{
	//Base * base;
	//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
	Base * base = new Son;
	base->func();
	delete base;//记得销毁
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

4.7.4 多态案例二-制作饮品

案例描述：

制作饮品的大致流程为：煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料

利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶

黑马程序员C+49

eg：

//抽象制作饮品
class AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() = 0;
	//冲泡
	virtual void Brew() = 0;
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() = 0;
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() = 0;
	//规定流程
	void MakeDrink() {
		Boil();
		Brew();
		PourInCup();
		PutSomething();
	}
};

//制作咖啡
class Coffee : public AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() {
		cout << "煮农夫山泉!" << endl;
	}
	//冲泡
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡咖啡!" << endl;
	}
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() {
		cout << "将咖啡倒入杯中!" << endl;
	}
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入牛奶!" << endl;
	}
};

//制作茶水
class Tea : public AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() {
		cout << "煮自来水!" << endl;
	}
	//冲泡
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡茶叶!" << endl;
	}
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() {
		cout << "将茶水倒入杯中!" << endl;
	}
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入枸杞!" << endl;
	}
};

//制作函数
void DoWork(AbstractDrinking* drink) {
	drink->MakeDrink();
	delete drink;
}

void test01() {
	DoWork(new Coffee);
	cout << "--------------" << endl;
	DoWork(new Tea);
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出函数

煮农夫山泉!
冲泡咖啡!
将咖啡倒入杯中!
加入牛奶!
--------------
煮自来水!
冲泡茶叶!
将茶水倒入杯中!
加入枸杞!

4.7.5 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(){}

eg：

#include <string>

class Animal {
public:

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

	////利用虚析构可以解决 父类指针释放子类对象时不干净的问题
	//virtual ~Animal()
	//{
	//	cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;
	//}

	//纯虚析构  (虚析构和纯虚析构只能存在一个)	需要声明也需要实现
	//有了纯虚析构之后	这个类也属于抽象类，无法实例化对象
	virtual ~Animal() = 0;
};

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

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();

	//父类指针在析构的时候 不会调用子类中析构函数，导致子类如果有堆区属性，出现内存泄漏
	delete animal;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

输出结果
Animal 构造函数调用！
Cat构造函数调用！
Tom小猫在说话!
Cat析构函数调用!
Animal 纯虚析构函数调用！

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

4.7.6 多态案例三-电脑组装

案例描述：

电脑主要组成部件为 CPU（用于计算），显卡（用于显示），内存条（用于存储）

将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如Intel厂商和Lenovo厂商

创建电脑类提供让电脑工作的函数，并且调用每个零件工作的接口

测试时组装三台不同的电脑进行工作

eg：

#include<iostream>
using namespace std;

//抽象CPU类
class CPU
{
public:
	//抽象的计算函数
	virtual void calculate() = 0;
};

//抽象显卡类
class VideoCard
{
public:
	//抽象的显示函数
	virtual void display() = 0;
};

//抽象内存条类
class Memory
{
public:
	//抽象的存储函数
	virtual void storage() = 0;
};

//电脑类
class Computer
{
public:
	Computer(CPU * cpu, VideoCard * vc, Memory * mem)
	{
		m_cpu = cpu;
		m_vc = vc;
		m_mem = mem;
	}

	//提供工作的函数
	void work()
	{
		//让零件工作起来，调用接口
		m_cpu->calculate();

		m_vc->display();

		m_mem->storage();
	}

	//提供析构函数 释放3个电脑零件
	~Computer()
	{

		//释放CPU零件
		if (m_cpu != NULL)
		{
			delete m_cpu;
			m_cpu = NULL;
		}

		//释放显卡零件
		if (m_vc != NULL)
		{
			delete m_vc;
			m_vc = NULL;
		}

		//释放内存条零件
		if (m_mem != NULL)
		{
			delete m_mem;
			m_mem = NULL;
		}
	}

private:

	CPU * m_cpu; //CPU的零件指针
	VideoCard * m_vc; //显卡零件指针
	Memory * m_mem; //内存条零件指针
};

//具体厂商
//Intel厂商
class IntelCPU :public CPU
{
public:
	virtual void calculate()
	{
		cout << "Intel的CPU开始计算了！" << endl;
	}
};

class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:
	virtual void display()
	{
		cout << "Intel的显卡开始显示了！" << endl;
	}
};

class IntelMemory :public Memory
{
public:
	virtual void storage()
	{
		cout << "Intel的内存条开始存储了！" << endl;
	}
};

//Lenovo厂商
class LenovoCPU :public CPU
{
public:
	virtual void calculate()
	{
		cout << "Lenovo的CPU开始计算了！" << endl;
	}
};

class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:
	virtual void display()
	{
		cout << "Lenovo的显卡开始显示了！" << endl;
	}
};

class LenovoMemory :public Memory
{
public:
	virtual void storage()
	{
		cout << "Lenovo的内存条开始存储了！" << endl;
	}
};


void test01()
{
	//第一台电脑零件
	CPU * intelCpu = new IntelCPU;
	VideoCard * intelCard = new IntelVideoCard;
	Memory * intelMem = new IntelMemory;

	cout << "第一台电脑开始工作：" << endl;
	//创建第一台电脑
	Computer * computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
	computer1->work();
	delete computer1;

	cout << "-----------------------" << endl;
	cout << "第二台电脑开始工作：" << endl;
	//第二台电脑组装
	Computer * computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);;
	computer2->work();
	delete computer2;

	cout << "-----------------------" << endl;
	cout << "第三台电脑开始工作：" << endl;
	//第三台电脑组装
	Computer * computer3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);;
	computer3->work();
	delete computer3;

}

五、文件操作

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

5.1文本文件

5.1.1写文件

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 << “写入的数据”;
关闭文件
ofs.close();

文件打开方式：

打开方式	解释
ios::in	为读文件而打开文件
ios::out	为写文件而打开文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	追加方式写文件
ios::trunc	如果文件存在先删除，再创建
ios::binary	二进制方式

注意： 文件打开方式可以配合使用，利用|操作符

例如：用二进制方式写文件 ios::binary | ios:: out

eg：

#include <fstream>

void test01()
{
	ofstream ofs;
	ofs.open("test.txt", ios::out);

	ofs << "姓名：张三" << endl;
	ofs << "性别：男" << endl;
	ofs << "年龄：18" << endl;

	ofs.close();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

文件操作必须包含头文件 fstream
读文件可以利用 ofstream ，或者fstream类
打开文件时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式
利用<<可以向文件中写数据
操作完毕，要关闭文件

5.1.2读文件

读文件与写文件步骤相似，但是读取方式相对于比较多

读文件步骤如下：

包含头文件
#include <fstream>
创建流对象
ifstream ifs;
打开文件并判断文件是否打开成功
ifs.open(“文件路径”,打开方式);
读数据
四种方式读取
关闭文件
ifs.close();

eg：

#include <fstream>
#include <string>
void test01()
{
	ifstream ifs;
	ifs.open("test.txt", ios::in);

	if (!ifs.is_open())
	{
		cout << "文件打开失败" << endl;
		return;
	}

	//第一种方式
	//char buf[1024] = { 0 };
	//while (ifs >> buf)
	//{
	//	cout << buf << endl;
	//}

	//第二种
	//char buf[1024] = { 0 };
	//while (ifs.getline(buf,sizeof(buf)))
	//{
	//	cout << buf << endl;
	//}

	//第三种
	//string buf;
	//while (getline(ifs, buf))
	//{
	//	cout << buf << endl;
	//}

	char c;
	while ((c = ifs.get()) != EOF)
	{
		cout << c;
	}

	ifs.close();


}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

读文件可以利用 ifstream ，或者fstream类
利用is_open函数可以判断文件是否打开成功
close 关闭文件

5.2 二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作，打开方式要指定为 ios::binary

5.2.1 写文件

二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write

函数原型：ostream& write(const char * buffer,int len);

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

eg：

#include <fstream>
#include <string>

class Person
{
public:
	char m_Name[64];
	int m_Age;
};

//二进制文件  写文件
void test01()
{
	//1、包含头文件

	//2、创建输出流对象
	ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);
	
	//3、打开文件
	//ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary);

	Person p = {"张三"  , 18};

	//4、写文件
	ofs.write((const char *)&p, sizeof(p));

	//5、关闭文件
	ofs.close();
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

总结：

文件输出流对象可以通过write函数，以二进制方式写数据

5.2.2 读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read

函数原型：istream& read(char *buffer,int len);

参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数

eg：

#include <fstream>
#include <string>

class Person
{
public:
	char m_Name[64];
	int m_Age;
};

void test01()
{
	ifstream ifs("person.txt", ios::in | ios::binary);
	if (!ifs.is_open())
	{
		cout << "文件打开失败" << endl;
	}

	Person p;
	ifs.read((char *)&p, sizeof(p));

	cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄： " << p.m_Age << endl;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

文件输入流对象可以通过read函数，以二进制方式读数据

一、内存分区模型

1.1 程序运行前

1.2 程序运行后

1.3 new操作符

二、引用

2.1 引用的基本使用

2.2 引用注意事项

2.3 引用做函数参数

2.4 引用做函数返回值

2.5 引用的本质

2.6 常量引用

三、 函数提高

3.1 函数默认参数

3.2 函数占位参数

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

3.3.2 函数重载注意事项

四、类对象

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

4.1.2 struct和class区别

4.1.3 成员属性设置为私有

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

4.4.1 全局函数做友元

4.4.2 类做友元

4.4.3 成员函数做友元

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 多态案例二-制作饮品

4.7.5 虚析构和纯虚析构

4.7.6 多态案例三-电脑组装

五、文件操作

5.1文本文件

5.1.1写文件

5.1.2读文件

5.2 二进制文件

5.2.1 写文件

5.2.2 读文件

三、函数提高