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C++的对象特性和友元你真的了解吗
来源:jb51  时间:2022/2/9 10:03:24  对本文有异议

对象特征

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,对其使用后果也是未知

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 

  • 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(){}

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 

析构函数语法:~类名(){}

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.程序在调用对象前会自动调用析构,无须手动调用,而且只会调用一次 

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //对象的初始化和清理
  4. //1.构造函数 实现初始化的操作
  5. class Person {
  6. public:
  7. //1构造函数
  8. //没有返回值 不用写void
  9. //函数名 与类名相同
  10. //构造函数可以有参数,可以发生重载
  11. //创建对象时,构造函数会自动调用,而且只调用一次
  12. Person() {
  13. cout<< "Person构造函数的调用" << endl;
  14. }
  15. //2.析构函数 实现清理的操作
  16. //没有返回值 不写void
  17. //函数名和类名相同 在名称前加一个~
  18. //析构函数不可以有参数,不可以发生重载
  19. //对象在销毁前 会自动调用析构函数 而且只会调用一次
  20. ~Person() {
  21. cout << "Person析构函数的调用" << endl;
  22. }
  23. };
  24. //构造和析构都是必须有的实现,如果我们自己不提供,编译器会提供一个空实现的构造和析构
  25. void test01() {
  26. Person p;//在栈上的数据,test01执行完毕后,释放这个对象
  27. }
  28. int main() {
  29. test01();
  30. system("pause");
  31. return 0;
  32. }

函数的分类以及调用

构造函数的分类以及调用

两种分类方式:

  • 按参数分为:有参构造和无参构造
  • 按类型分: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
  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //构造函数的分类及调用
  4. //分类
  5. //按照参数分类 无参构造(默认构造)和有参构造
  6. //按照类型分类 普通构造 拷贝构造
  7. class Person {
  8. public:
  9. //构造函数
  10. Person() {
  11. cout << "Person的无参构造函数调用" << endl;
  12. }
  13. Person(int a) {
  14. age = a;
  15. cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
  16. }
  17. //拷贝构造函数
  18. Person(const Person &p) {
  19. //将传入的人身上的所有属性,拷贝到“我”身上
  20. age = p.age;
  21. cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
  22. }
  23. ~Person() {
  24. cout << "Person的析构函数调用" << endl;
  25. }
  26. int age;
  27. };
  28. //调用
  29. void test01() {
  30. //1.括号法
  31. //Person p1;//默认函数调用
  32. //Person p2(10);//有参构造函数
  33. //Person p3(p2);//拷贝构造函数
  34. //注意事项
  35. //调用默认构造函数的时候,不要加()
  36. //因为下面这行代码,编译器会认为是一个函数的声明,不会认为在创建对象
  37. //Person p1();
  38. /*cout << "p2的年龄:" << p2.age << endl;
  39. cout << "p3的年龄:" << p3.age << endl;*/
  40. //2.显示法
  41. //Person p1;
  42. //Person p2 = Person(10);//有参构造
  43. //Person p3 = Person(p3);//拷贝构造
  44. //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
  45. //
  46. // 注意事项2
  47. // 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
  48. //Person(p3);
  49. //3.隐式转换法
  50. Person p4 = 10;//相当于 写了 Person p4 = Person(10); 有参构造
  51. Person p5 = p4;//拷贝构造
  52. }
  53. int main() {
  54. test01();
  55. system("pause");
  56. return 0;
  57. }

拷贝构造函数调用时机

拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

1.使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

2.值传递的方式给函数参数传值

3.以值方式返回局部对象

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //拷贝构造函数的调用时机
  4. //1.使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
  5. //2.值传递的方式给函数参数传值
  6. //3.值方式返回局部对象
  7. class Person {
  8. public:
  9. Person() {
  10. cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
  11. }
  12. Person(int age) {
  13. cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
  14. m_Age = age;
  15. }
  16. Person(const Person &p) {
  17. cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
  18. m_Age = p.m_Age;
  19. }
  20. ~Person() {
  21. cout << "Person析构函数调用" << endl;
  22. }
  23. int m_Age;
  24. };
  25. //拷贝构造函数的调用时机
  26. //1.使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
  27. void test01() {
  28. Person p1(20);
  29. Person p2(p1);
  30. cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
  31. }
  32. //2.值传递的方式给函数参数传值
  33. void doWork(Person p) {
  34. }
  35. void test02() {
  36. Person p;
  37. doWork(p);
  38. }
  39. //3.值方式返回局部对象
  40. Person doWork2() {
  41. Person p1;
  42. return p1;
  43. }
  44. void test03() {
  45. Person p = doWork2();
  46. }
  47. int main() {
  48. //test01();
  49. //test02();
  50. test03();
  51. system("pause");
  52. return 0;
  53. }

 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++不再提供默认无参构造,但是会提供默认拷贝构造

如果用户定义拷贝构造函数,c++不再提供其他构造函数 

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //构造函数的调用规则
  4. //1.创建了一个类,c++编译器会给每个类都添加至少三个函数
  5. //默认构造 (空实现)
  6. //析构函数 (空实现)
  7. //拷贝构造 (值拷贝)
  8. //2.如果我们写了有参构造函数,编译器就不再提供默认构造,依然提供拷贝构造
  9. //如果我们写了拷贝构造函数,编译器不再提供其他构造函数了
  10. class Person {
  11. public:
  12. /*Person() {
  13. cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
  14. }*/
  15. /*Person(int age) {
  16. cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
  17. m_Age = age;
  18. }*/
  19. Person(const Person& p) {
  20. cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
  21. m_Age = p.m_Age;
  22. }
  23. ~Person() {
  24. cout << "Person的析构函数调用" << endl;
  25. }
  26. int m_Age;
  27. };
  28. //void test01() {
  29. // Person p;
  30. // p.m_Age = 18;
  31. // Person p2(p);
  32. // cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
  33. //}
  34. void test02() {
  35. Person p(28);
  36. Person p2(p);
  37. cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
  38. }
  39. int main() {
  40. //test01();
  41. test02();
  42. system("pause");
  43. return 0;
  44. }

深拷贝与浅拷贝

  • 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
  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //深拷贝与浅拷贝
  4. class Person {
  5. public:
  6. Person() {
  7. cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
  8. }
  9. Person(int age,int height) {
  10. m_Age = age;
  11. m_Height = new int(height);
  12. cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
  13. }
  14. Person(const Person &p) {
  15. cout << "Person 拷贝构造函数的调用" << endl;
  16. m_Age = p.m_Age;
  17. //m_Height = p.m_Height; 编译器默认实现就是这行代码
  18. //深拷贝操作
  19. //如果不利于深拷贝在堆区创建内存,会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
  20. m_Height = new int(*p.m_Height);
  21. }
  22. ~Person() {
  23. //析构堆区,将堆区开辟数据做释放操作
  24. if (m_Height != NULL) {
  25. delete m_Height;
  26. m_Height = NULL;
  27. //浅拷贝带来的问题就是堆区的问题重复释放
  28. //浅拷贝的问题 要利用深拷贝进行解决
  29. }
  30. cout << "Person的析构函数调用" << endl;
  31. }
  32. int m_Age;//年龄
  33. int* m_Height;//身高
  34. };
  35. void test01() {
  36. Person p1(18,160);
  37. cout << "p1的年龄为:" << p1.m_Age <<"身高为:"<<*p1.m_Height << endl;
  38. Person p2(p1);
  39. cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age <<"身高为:"<<*p2.m_Height << endl;
  40. }
  41. int main() {
  42. test01();
  43. system("pause");
  44. return 0;
  45. }

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 

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)...{}

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //初始化列表
  4. class Person {
  5. public:
  6. //传统初始化操作
  7. /*Person(int a, int b, int c) {
  8. m_A = a;
  9. m_B = b;
  10. m_C = c;
  11. }*/
  12. //初始化列表初始化属性
  13. Person(int a,int b,int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {
  14. }
  15. int m_A;
  16. int m_B;
  17. int m_C;
  18. };
  19. void test01() {
  20. //Person p(10, 20, 30);
  21. Person p(30,20,10);
  22. cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
  23. cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
  24. cout << "m_C = " << p.m_C << endl;
  25. }
  26. int main() {
  27. test01();
  28. system("pause");
  29. return 0;
  30. }

类对象作为类变量

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作为成员去,A为对象成员

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //类对象作为类成员
  4. //手机类
  5. class Phone {
  6. public:
  7. Phone(string pName) {
  8. cout << "Phone的构造函数调用" << endl;
  9. m_PName = pName;
  10. }
  11. ~Phone() {
  12. cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
  13. }
  14. //手机品牌名称
  15. string m_PName;
  16. };
  17. //人类
  18. class Person {
  19. public:
  20. //Phone m_Phone = pName 隐式转换法
  21. Person(string name, string pName):m_Name(name),m_Phone(pName)
  22. {
  23. cout << "Person的构造函数调用" << endl;
  24. }
  25. ~Person() {
  26. cout << "Person的析构函数调用" << endl;
  27. }
  28. //姓名
  29. string m_Name;
  30. //手机
  31. Phone m_Phone;
  32. };
  33. //当其他类对象作为本类成员,构造时先构造类对象,再构造自身,析构的顺序与构造相反
  34. void test01() {
  35. Person p("张三","苹果");
  36. cout << p.m_Name << "拿着" << p.m_Phone.m_PName << endl;
  37. }
  38. int main() {
  39. test01();
  40. system("pause");
  41. return 0;
  42. }

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 

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //静态成员函数
  4. //所有对象共享同一个函数
  5. //静态成员函数只能访问静态成员变量
  6. class Person {
  7. public:
  8. //静态成员函数
  9. static void func() {
  10. m_A = 100;//静态成员函数可以访问静态成员变量
  11. //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m_B
  12. cout << "static void func的调用" << endl;
  13. }
  14. static int m_A;//静态成员变量
  15. int m_B;//非静态成员变量
  16. //静态成员函数也是有访问权限的
  17. private:
  18. static void func2() {
  19. cout << "static void func2的调用" << endl;
  20. }
  21. };
  22. int Person::m_A = 0;
  23. //有两种访问方式
  24. void test01() {
  25. //1.通过对象进行访问
  26. Person p;
  27. p.func();
  28. //2.通过类名访问
  29. Person::func();
  30. //Person::func2();类外访问不到私有的静态成员函数
  31. }
  32. int main() {
  33. test01();
  34. system("pause");
  35. return 0;
  36. }

成员变量和成员函数分开储存

在c++中,类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

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //成员变量和成员函数是分开存储的
  4. class Person {
  5. int m_A;//非静态成员变量 属于类的对象上的
  6. static int m_B;//静态成员变量 不属于类的对象上
  7. void func() {}//非静态成员函数 不属于类的对象上
  8. static void func2() {}//静态成员函数 不属于类的对象上
  9. };
  10. int Person::m_B = 0;
  11. void test01() {
  12. Person p;
  13. //空对象占用的内存空间为:1
  14. //c++编译器会给每个空对象也分配一个字节空间,是为了区分空对象占内存的位置
  15. //每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址
  16. cout << "size of p = "<<sizeof(p) << endl;
  17. }
  18. void test02() {
  19. Person p;
  20. cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
  21. }
  22. int main() {
  23. //test01();
  24. test02();
  25. system("pause");
  26. return 0;
  27. }

this指针的用途

  • 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返回 

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. class Person {
  4. public:
  5. Person(int age) {
  6. //this指针指向被调用的成员函数所属的对象
  7. this->age = age;
  8. }
  9. int age;
  10. Person PersonAddAge(Person &p) {
  11. this->age += p.age;
  12. //this指向p2的指针,而*this指向的就是p2这个对象本体
  13. return *this;
  14. }
  15. };
  16. //1.解决名称冲突
  17. void test01() {
  18. Person p1(18);
  19. cout << "p1的年龄为:" << p1.age << endl;
  20. }
  21. //2.返回对象本身用*this
  22. void test02() {
  23. Person p1(10);
  24. Person p2(10);
  25. //链式编程思想
  26. p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);
  27. cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl;
  28. }
  29. int main() {
  30. //test01();
  31. test02();
  32. system("pause");
  33. return 0;
  34. }

空指针访问成员

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

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //空指针调用成员函数
  4. class Person {
  5. public:
  6. void showClassName() {
  7. cout << "this is Person class" << endl;
  8. }
  9. void showPersonAge() {
  10. //报错原因是因为传入的指针是为NULL
  11. if (this == NULL)
  12. {
  13. return;
  14. }
  15. cout << "age = " <<this-> m_Age << endl;
  16. }
  17. int m_Age;
  18. };
  19. void test01() {
  20. Person* p = NULL;
  21. //p->showClassName();
  22. p->showPersonAge();
  23. }
  24. int main() {
  25. test01();
  26. system("pause");
  27. return 0;
  28. }

const修饰成员函数

常函数

成员函数后加const后我们称这个函数为常函数

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 

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. //空指针调用成员函数
  4. class Person {
  5. public:
  6. void showClassName() {
  7. cout << "this is Person class" << endl;
  8. }
  9. void showPersonAge() {
  10. //报错原因是因为传入的指针是为NULL
  11. if (this == NULL)
  12. {
  13. return;
  14. }
  15. cout << "age = " <<this-> m_Age << endl;
  16. }
  17. int m_Age;
  18. };
  19. void test01() {
  20. Person* p = NULL;
  21. //p->showClassName();
  22. p->showPersonAge();
  23. }
  24. int main() {
  25. test01();
  26. system("pause");
  27. return 0;
  28. }

友元

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

全局函数做友元

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. #include<string>
  4. //建筑物类
  5. class Building {
  6. //goodGay全局函数是Building好朋友,可以访问Building中私有成员
  7. friend void goodGay(Building* building);
  8. public:
  9. Building() {
  10. m_SittingRoom = "客厅";
  11. m_BedRoom = "卧室";
  12. }
  13. public:
  14. string m_SittingRoom;//客厅
  15. private:
  16. string m_BedRoom;//卧室
  17. };
  18. //全局函数
  19. void goodGay(Building *building) {
  20. cout << "好基友全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl;
  21. cout << "好基友全局函数 正在访问:"<<building->m_BedRoom << endl;
  22. }
  23. void test01() {
  24. Building building;
  25. goodGay(&building);
  26. }
  27. int main() {
  28. test01();
  29. system("pause");
  30. return 0;
  31. }

类做友元

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. #include<string>
  4. //类做友元
  5. class Building;
  6. class GoodGay {
  7. public:
  8. GoodGay();
  9. void visit();//参观函数 访问Building中的属性
  10. Building* building;
  11. };
  12. class Building {
  13. //GoodGay类是本来的好朋友,可以访问本类中私有成员
  14. friend class GoodGay;
  15. public:
  16. Building();
  17. public:
  18. string m_SittiingRoom;//客厅
  19. private:
  20. string m_BedRoom;//卧室
  21. };
  22. //类外写成员函数
  23. Building::Building() {
  24. m_SittiingRoom = "客厅";
  25. m_BedRoom = "卧室";
  26. }
  27. GoodGay::GoodGay() {
  28. //创建建筑物对象
  29. building = new Building;
  30. }
  31. void GoodGay::visit() {
  32. cout << "好基友类正在访问:"<<building->m_SittiingRoom << endl;
  33. cout << "好基友类正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;
  34. }
  35. void test01() {
  36. GoodGay gg;
  37. gg.visit();
  38. }
  39. int main() {
  40. test01();
  41. system("pause");
  42. return 0;
  43. }

成员函数做友元

  1. #include<iostream>
  2. using namespace std;
  3. #include<string>
  4. class Building;
  5. class GoodGay {
  6. public:
  7. GoodGay();
  8. void visit();//让visit函数可以访问Building中的私有成员
  9. void visit2();//让visit函数不可以访问Building中的私有成员
  10. Building* building;
  11. };
  12. class Building {
  13. //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
  14. friend void GoodGay:: visit();
  15. public:
  16. Building();
  17. public:
  18. string m_SittingRoom;//客厅
  19. private:
  20. string m_BedRoom;//卧室
  21. };
  22. //类外实现成员函数
  23. Building::Building() {
  24. m_SittingRoom = "客厅";
  25. m_BedRoom = "卧室";
  26. }
  27. GoodGay::GoodGay() {
  28. building = new Building;
  29. }
  30. void GoodGay::visit() {
  31. cout << "visit函数正在访问"<<building->m_SittingRoom << endl;
  32. cout << "visit函数正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
  33. }
  34. void GoodGay::visit2() {
  35. cout << "visit2函数正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
  36. //cout << "visit2函数正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
  37. }
  38. void test01() {
  39. GoodGay gg;
  40. gg.visit();
  41. gg.visit2();
  42. }
  43. int main() {
  44. test01();
  45. system("pause");
  46. return 0;
  47. }

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注w3xue的更多内容!       

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