3小時(shí)OOP初探（C++）

2019-11-14 12:21:54

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供稿：網(wǎng)友

基于《Thinking in C++》

CPP復(fù)習(xí)筆記

1. 靜態(tài)成員變量

靜態(tài)成員變量用static修飾，它只屬于類而不是對象，因此所有這個(gè)類的對象享用同一個(gè)靜態(tài)變量值。

靜態(tài)成員變量必須要在類外初始化

type class::name = value;

初始化的時(shí)候不用帶static但需要有類型，PRotected，privated，public都可以被這樣初始化

靜態(tài)成員變量的調(diào)用

//通過類類訪問 static 成員變量Student::m_total = 10;//通過對象來訪問 static 成員變量Student stu("小明", 15, 92.5f);stu.m_total = 20;//通過對象指針來訪問 static 成員變量Student *pstu = new Student("李華", 16, 96);pstu -> m_total = 20;static 成員變量不占用對象的內(nèi)存，而是在所有對象之外開辟內(nèi)存，即使不創(chuàng)建對象也可以訪問。一個(gè)類中可以有一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)成員變量，所有的對象都共享這些靜態(tài)成員變量，都可以引用它。static 成員變量和普通 static 變量一樣，都在內(nèi)存分區(qū)中的全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存，到程序結(jié)束時(shí)才釋放。這就意味著，static 成員變量不隨對象的創(chuàng)建而分配內(nèi)存，也不隨對象的銷毀而釋放內(nèi)存。而普通成員變量在對象創(chuàng)建時(shí)分配內(nèi)存，在對象銷毀時(shí)釋放內(nèi)存。靜態(tài)成員變量初始化時(shí)可以賦初值，也可以不賦值。如果不賦值，那么會被默認(rèn)初始化為 0。全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)的變量都有默認(rèn)的初始值 0，而動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)（堆區(qū)、棧區(qū)）變量的默認(rèn)值是不確定的，一般認(rèn)為是垃圾值。靜態(tài)成員變量既可以通過對象名訪問，也可以通過類名訪問，但要遵循 private、protected 和 public 關(guān)鍵字的訪問權(quán)限限制。當(dāng)通過對象名訪問時(shí)，對于不同的對象，訪問的是同一份內(nèi)存。靜態(tài)成員變量可以成為派生類和基類共同使用的數(shù)值，也可以成為成員函數(shù)的可選參數(shù)。靜態(tài)成員變量可以是所屬類的類型，普通數(shù)據(jù)成員只能成為該類的指針或引用。

2. 靜態(tài)成員函數(shù)

靜態(tài)成員函數(shù)的地址可以用普通函數(shù)指針調(diào)用

class A{public: static fun(){}; int fun1(){};}int (*pf1)()=&base::fun;int (base::*pf2)()=&case::fun1;靜態(tài)成員函數(shù)不可以調(diào)用類的非靜態(tài)成員，因?yàn)檫@個(gè)靜態(tài)成員函數(shù)并不帶有this指針。靜態(tài)成員函數(shù)不可以同時(shí)聲明為 virtual const volatile函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)不需要對象名即可調(diào)用。非靜態(tài)成員函數(shù)可以自由調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)成員變量。

3. 引用和地址

引用類似于某個(gè)變量的別名，完全享用同一片地址。引用必須在定義的時(shí)候初始化。引用對象已經(jīng)初始化不能重新引用另外的變量。

4. 拷貝構(gòu)造函數(shù)

CExample(const CExample& C)　就是我們自定義的拷貝構(gòu)造函數(shù)。可見，拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，函數(shù)的名稱必須和類名稱一致，它必須的一個(gè)參數(shù)是本類型的一個(gè)引用變量。

調(diào)用時(shí)機(jī)

類作為一個(gè)參數(shù)整體傳入一個(gè)函數(shù)的時(shí)候，需要調(diào)用這個(gè)類的拷貝構(gòu)造函數(shù)，進(jìn)行形參和實(shí)參的復(fù)制類作為一個(gè)結(jié)果返回的時(shí)候，先產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)變量，調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)將返回值拷貝到臨時(shí)變量，析構(gòu)返回的變量，再析構(gòu)臨時(shí)變量

需要通過另一個(gè)變量初始化的時(shí)候

class mode{...}mode A(10);mode B = A;拷貝構(gòu)造函數(shù)分為淺拷貝和深拷貝。

默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)是淺拷貝的一種

默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)無法處理靜態(tài)成員變量只是簡單復(fù)制需要自己寫淺拷貝構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行靜態(tài)成員變量的復(fù)制如果被拷貝對象中包含指針，進(jìn)行逐位拷貝后新舊兩個(gè)指針將指向同一個(gè)空間，并且將被重復(fù)釋放

深拷貝用于需要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建新空間時(shí)

Rect(const Rect& r) { width = r.width; height = r.height; p = new int; // 為新對象重新動(dòng)態(tài)分配空間 *p = *(r.p); } 可以創(chuàng)建一個(gè)private的拷貝構(gòu)造函數(shù)聲明來解決默認(rèn)值拷貝。？？？

5. const

修飾指針變量時(shí)：只有一個(gè)const，如果const位于*左側(cè)，表示指針?biāo)笖?shù)據(jù)是常量，不能通過解引用修改該數(shù)據(jù)；指針本身是變量，可以指向其他的內(nèi)存單元。只有一個(gè)const，如果const位于*右側(cè)，表示指針本身是常量，不能指向其他內(nèi)存地址；指針?biāo)傅臄?shù)據(jù)可以通過解引用修改。兩個(gè)const，*左右各一個(gè)，表示指針和指針?biāo)笖?shù)據(jù)都不能修改。修飾函數(shù)參數(shù)時(shí): 不能改變該參數(shù)的值。修飾函數(shù)時(shí)：該函數(shù)不能改變調(diào)用的參數(shù)值，同樣地，該函數(shù)也不能調(diào)用任何非const函數(shù)。修飾返回值時(shí)：指針返回時(shí)：只能賦值給同樣用const修飾的左值值傳遞時(shí)：const并沒有什么意義

6. 對象初始化和析構(gòu)

空初始化：即無參數(shù)無括號形式

如int i，new int,new int[10].當(dāng)在所有函數(shù)之外時(shí)，初始化為0；當(dāng)在某一函數(shù)中時(shí)，沒初始化。

值初始化：即無參數(shù)有括號形式，且括號只能在類型名后，而不能在變量名之后，即只能創(chuàng)無名對象，對象被值初始化為0.

如：int() //創(chuàng)建了一個(gè)無名對象，其被值初始化為0.一般將該無名對象初始化化或賦值給某有名對象，或直接作為無名對象使用

顯式初始化：即有參數(shù)有括號形式，且當(dāng)為有名對象時(shí)括號在對象名之后，為無名對象時(shí)括號在類類型名之后。

如：int i（5）； new int(5);以下四種必須使用初始化列表：初始化一個(gè)引用成員變量初始化一個(gè)const變量當(dāng)我們在初始化一個(gè)子類對象的時(shí)候，而這個(gè)子類對象的父類有一個(gè)顯示的帶有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)當(dāng)調(diào)用一個(gè)類類型成員的構(gòu)造函數(shù)，而它擁有一組參數(shù)的時(shí)候析構(gòu)函數(shù)通常使用默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)，但是在之前進(jìn)行空間改變（指針移位等）的時(shí)候一定要自己寫析構(gòu)函數(shù)。

析構(gòu)數(shù)組或類組：

class A{ A(){m_a=new int[10];} ~A(){delete [] m_a;} int * m_a;}

強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換支持但并不推薦，推薦使用以下較溫和的方法：

pd = static_cast<double*>(pv);初始化列表不管怎么寫，初始化的順序也只是按照原類內(nèi)聲明的順序進(jìn)行。

7. 重載函數(shù)和默認(rèn)參數(shù)

重載函數(shù)的調(diào)用匹配精確匹配：參數(shù)匹配而不做轉(zhuǎn)換，或者只是做微不足道的轉(zhuǎn)換，如數(shù)組名到指針、函數(shù)名到指向函數(shù)的指針、T到const T；提升匹配：即整數(shù)提升（如bool 到 int、char到int、short 到int），float到double使用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換匹配：如int 到double、double到int、double到long double、Derived*到Base*、T*到void*、int到unsigned int；使用用戶自定義匹配；使用省略號匹配：類似printf中省略號參數(shù)同一作用域中有相同函數(shù)名但是有不同參數(shù)列表的可見函數(shù)構(gòu)成重載關(guān)系。內(nèi)層作用域的函數(shù)會隱藏外層的同名函數(shù)，同樣的派生類的成員函數(shù)會隱藏基類的同名函數(shù)。如果要在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用重名的全局變量則要以“:: va”這樣的形式調(diào)用。在編譯器中，編譯器看到的函數(shù)名為“類型+名稱+從左往右的參數(shù)列表”，但事實(shí)上在調(diào)用重載函數(shù)時(shí)，僅僅有返回類型不同是不能成立的，因?yàn)榫幾g器無法判斷你調(diào)用的是哪個(gè)函數(shù)，具有二義性。

8. 運(yùn)算符重載

兩種重載方式的比較：

一般情況下，單目運(yùn)算符最好重載為類的成員函數(shù)；雙目運(yùn)算符則最好重載為類的友元函數(shù)。以下一些雙目運(yùn)算符不能重載為類的友元函數(shù)：=、()、[]、->。

類型轉(zhuǎn)換函數(shù)只能定義為一個(gè)類的成員函數(shù)而不能定義為類的友元函數(shù)。 C++提供4個(gè)類型轉(zhuǎn)換函數(shù)：reinterpret_cast（在編譯期間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換）、const_cast（在編譯期間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換）、stactic_cast（在編譯期間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換）、dynamic_cast（在運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，并可以返回轉(zhuǎn)換成功與否的標(biāo)志）。

若一個(gè)運(yùn)算符的操作需要修改對象的狀態(tài)，選擇重載為成員函數(shù)較好。

若運(yùn)算符所需的操作數(shù)（尤其是第一個(gè)操作數(shù)）希望有隱式類型轉(zhuǎn)換，則只能選用友元函數(shù)。當(dāng)運(yùn)算符函數(shù)是一個(gè)成員函數(shù)時(shí)，最左邊的操作數(shù)（或者只有最左邊的操作數(shù)）必須是運(yùn)算符類的一個(gè)類對象（或者是對該類對象的引用）。如果左邊的操作數(shù)必須是一個(gè)不同類的對象，或者是一個(gè)內(nèi)部類型的對象，該運(yùn)算符函數(shù)必須作為一個(gè)友元函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)需要重載運(yùn)算符具有可交換性時(shí)，選擇重載為友元函數(shù)。

注意事項(xiàng)：

除了類屬關(guān)系運(yùn)算符”.“、成員指針運(yùn)算符”.*“、作用域運(yùn)算符”::“、sizeof運(yùn)算符和三目運(yùn)算符”?:“以外，C++中的所有運(yùn)算符都可以重載。

重載運(yùn)算符限制在C++語言中已有的運(yùn)算符范圍內(nèi)的允許重載的運(yùn)算符之中，不能創(chuàng)建新的運(yùn)算符。運(yùn)算符重載實(shí)質(zhì)上是函數(shù)重載，因此編譯程序?qū)\(yùn)算符重載的選擇，遵循函數(shù)重載的選擇原則。

重載之后的運(yùn)算符不能改變運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性，也不能改變運(yùn)算符操作數(shù)的個(gè)數(shù)及語法結(jié)構(gòu)。

運(yùn)算符重載不能改變該運(yùn)算符用于內(nèi)部類型對象的含義。它只能和用戶自定義類型的對象一起使用，或者用于用戶自定義類型的對象和內(nèi)部類型的對象混合使用時(shí)。

運(yùn)算符重載是針對新類型數(shù)據(jù)的實(shí)際需要對原有運(yùn)算符進(jìn)行的適當(dāng)?shù)母脑欤剌d的功能應(yīng)當(dāng)與原有功能相類似，避免沒有目的地使用重載運(yùn)算符。

9. 繼承和組合

kind of關(guān)系下用繼承，part of關(guān)系下用組合。

繼承

class Human{ …};class Man : public Human{ …};class Boy : public Man{ …};

組合

class Eye{ public: void Look(void);};class Nose{ public: 　 void Smell(void);};class Mouth{ public: 　void Eat(void);};class Ear{ public：　void Listen(void);};class Head{ public: 　　void Look(void) { m_eye.Look(); } 　　void Smell(void) { m_nose.Smell(); } 　　void Eat(void) { m_mouth.Eat(); } 　　void Listen(void) { m_ear.Listen(); } private: 　　Eye m_eye; 　　Nose m_nose; 　　Mouth m_mouth; 　　Ear m_ear;};繼承的關(guān)系不同對這個(gè)派生類并無影響，而是對該派生類的派生類產(chǎn)生影響。例如private Base（10），則對于該派生類的派生類來說，Base不可見。

10. inline & extern

關(guān)鍵字inline 必須與函數(shù)定義體放在一起才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián)，僅將inline 放在函數(shù)聲明前面不起任何作用。定義在類聲明之中的成員函數(shù)將自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。宏替換是單純地代碼替換，inline函數(shù)真正具有函數(shù)的特征。extern 表示該聲明已經(jīng)定義在別的文件中了。

11. virtual函數(shù)與純虛函數(shù)

虛函數(shù)：類Base中加了Virtual關(guān)鍵字的函數(shù)就是虛擬函數(shù)（例如函數(shù)print），于是在Base的派生類Derived中就可以通過重寫虛擬函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對基類虛擬函數(shù)的覆蓋。當(dāng)基類Base的指針point指向派生類Derived的對象時(shí)，對point的print函數(shù)的調(diào)用實(shí)際上是調(diào)用了Derived的print函數(shù)而不是Base的print函數(shù)。我們只需在把基類的成員函數(shù)設(shè)為virtual，其派生類的相應(yīng)的函數(shù)也會自動(dòng)變?yōu)樘摵瘮?shù)。也就是說，virtual函數(shù)被繼承后可以自動(dòng)動(dòng)態(tài)綁定當(dāng)前對象。

純虛函數(shù)：只聲明，無定義，包含純虛函數(shù)的類稱為抽象類，無實(shí)際作用，只作為基類。

class <類名>{virtual <類型><函數(shù)名>(<參數(shù)表>)=0;…};

重載和覆蓋的區(qū)別

重載的幾個(gè)函數(shù)必須在同一個(gè)類中；覆蓋的函數(shù)必須在有繼承關(guān)系的不同的類中覆蓋的幾個(gè)函數(shù)必須函數(shù)名、參數(shù)、返回值都相同；重載的函數(shù)必須函數(shù)名相同，參數(shù)不同。覆蓋的函數(shù)前必須加關(guān)鍵字Virtual；重載和Virtual沒有任何瓜葛，加不加都不影響重載的運(yùn)作。

關(guān)于C++的隱藏規(guī)則：

如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名，但是參數(shù)不同。此時(shí)，不論有無virtual 關(guān)鍵字，基類的函數(shù)將被隱藏（注意別與重載混淆）。如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名，并且參數(shù)也相同，但是基類函數(shù)沒有virtual 關(guān)鍵字。此時(shí)，基類的函數(shù)被隱藏（注意別與覆蓋混淆）。

重寫重載重定義

重寫(override): 父類與子類之間的多態(tài)性。子類重新定義父類中有相同名稱和參數(shù)的虛函數(shù)。

1) 被重寫的函數(shù)不能是 static 的。必須是 virtual 的 ( 即函數(shù)在最原始的基類中被聲明為 virtual ) 。

2) 重寫函數(shù)必須有相同的類型，名稱和參數(shù)列表 (即相同的函數(shù)原型)

3) 重寫函數(shù)的訪問修飾符可以不同。盡管 virtual 是 private 的，派生類中重寫改寫為 public,protected 也是可以的

重載 (overload): 指函數(shù)名相同，但是它的參數(shù)表列個(gè)數(shù)或順序，類型不同。但是不能靠返回類型來判斷。

重定義 (redefining): 子類重新定義父類中有相同名稱的非虛函數(shù) ( 參數(shù)列表可以不同 ) 。

重寫與重載的區(qū)別 (override) PK (overload)

方法的重寫是子類和父類之間的關(guān)系，是垂直關(guān)系；方法的重載是同一個(gè)類中方法之間的關(guān) 系，是水平關(guān)系。

重寫要求參數(shù)列表相同；重載要求參數(shù)列表不同。

重寫關(guān)系中，調(diào)用那個(gè)方法體，是根據(jù)對象的類型（對象對應(yīng)存儲空間類型）來決定；重載關(guān)系，是根據(jù)調(diào)用時(shí)的實(shí)參表與形參表來選擇方法體的。

12. binding

對象的靜態(tài)類型：對象在聲明時(shí)采用的類型。是在編譯期確定的。

對象的動(dòng)態(tài)類型：目前所指對象的類型。是在運(yùn)行期決定的。對象的動(dòng)態(tài)類型可以更改，但是靜態(tài)類型無法更改。

D* pD = new D();//pD的靜態(tài)類型是它聲明的類型D*，動(dòng)態(tài)類型也是D* B* pB = pD;//pB的靜態(tài)類型是它聲明的類型B*，動(dòng)態(tài)類型是pB所指向的對象pD的類型D* C* pC = new C(); pB = pC;//pB的動(dòng)態(tài)類型是可以更改的，現(xiàn)在它的動(dòng)態(tài)類型是C* 靜態(tài)綁定：綁定的是對象的靜態(tài)類型，某特性（比如函數(shù)）依賴于對象的靜態(tài)類型，發(fā)生在編譯期。動(dòng)態(tài)綁定：綁定的是對象的動(dòng)態(tài)類型，某特性（比如函數(shù)）依賴于對象的動(dòng)態(tài)類型，發(fā)生在運(yùn)行期。只有虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)綁定，其余函數(shù)都是靜態(tài)綁定。動(dòng)態(tài)綁定的函數(shù)調(diào)用的函數(shù)體看實(shí)際上的對象類型，靜態(tài)綁定的函數(shù)調(diào)用的函數(shù)體看聲明的對象類型。虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)綁定的，但是為了執(zhí)行效率，缺省參數(shù)是靜態(tài)綁定的。

13. upcasting、downcasting與類指針

將基類引用轉(zhuǎn)換為派生類引用稱為upcasting，因?yàn)樵诶^承圖上式上升的。

對于一個(gè)使用了虛函數(shù)的基類來說：

Base b = d;//直接賦值（產(chǎn)生切割） b.Test(); Base& b2 = d;//使用引用賦值（不產(chǎn)生切割） b2.Test(); Base* b3 = &d;//使用指針賦值（不產(chǎn)生切割） b3->Test(); //覆蓋方法和子類數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象生成切割(slice)

14. 模板

模板的一般形式：

Template <class或者也可以用typename T>返回類型函數(shù)名（形參表）{//函數(shù)定義體 }//template是一個(gè)聲明模板的關(guān)鍵字，表示聲明一個(gè)模板關(guān)鍵字class不能省略，如果類型形參多余一個(gè) ，每個(gè)形參前都要加class <類型形參表>可以包含基本數(shù)據(jù)類型可以包含類類型.template <class T> inline T square(T x) { T result; result = x * x; return result; };