C++基础知识学习
C++引用
C++ 引用 vs 指针 引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：
不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。
C++ 类 & 对象
- 在python中也有这种类似的概念
- 范围解析运算符 ::
类成员函数
class Box
{
public:
double length; // 长度
double breadth; // 宽度
double height; // 高度
// 成员函数声明
double get(void);
void set( double len, double bre, double hei );
};
// 成员函数定义
double Box::get(void)
{
return length * breadth * height;
}
void Box::set( double len, double bre, double hei)
{
length = len;
breadth = bre;
height = hei;
}
C++ 类访问修饰符
public:公有成员在程序中类的外部是可访问的。可以不使用任何成员函数来设置和获取公有变量的值,直接用点运算符（.）就行了
private:私有成员变量或函数在类的外部是不可访问的，甚至是不可查看的。只有类和友元函数可以访问私有成员。默认情况下，类的所有成员都是私有的。
protected（受保护）成员变量或函数与私有成员十分相似，但有一点不同，protected（受保护）成员在派生类（即子类）中是可访问的
实际操作中，我们一般会在私有区域定义数据，在公有区域定义相关的函数，以便在类的外部也可以调用这些函数
C++ 类构造函数 & 析构函数
构造函数的名称与类的名称是完全相同的，并且不会返回任何类型，也不会返回 void。构造函数可用于为某些成员变量设置初始值。
在C++中，结构体和类本质上是相同的，只是有两个主要区别：默认的访问权限和常见用途。类的成员默认为私有（private），而结构体的成员默认为公开（public）。除此之外，结构体和类在C++中功能上是等同的，都可以包含数据成员、成员函数、构造函数、析构函数、继承等特性。
在C++中，冒号 : 后面跟着的部分称为初始化列表，它用于在构造函数中初始化成员变量和基类。
#include <iostream>
#include <cstring>
struct Person {
char* name;
int age;
// 构造函数
Person(const char* n, int a) : age(a) {
name = new char[strlen(n) + 1];
strcpy(name, n);
}
// 析构函数
~Person() {
delete[] name; // 释放动态分配的内存
std::cout << "Destructor called for " << name << std::endl;
}
void display() {
std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;
}
};
#include <iostream>
#include <vector>
class Widget {
std::vector<int> data;
public:
// 默认构造函数
Widget() {
std::cout << "Widget created with default constructor." << std::endl;
}
// 参数化构造函数
Widget(int size) : data(size) {
std::cout << "Widget created with " << size << " elements." << std::endl;
}
// 析构函数
~Widget() {
std::cout << "Widget destroyed." << std::endl;
}
void display() const {
std::cout << "Widget has " << data.size() << " elements." << std::endl;
}
};
其他相关知识
- 友元函数、内联函数
- this指针
在 C++ 中，this 指针是一个特殊的指针，它指向当前对象的实例。
在 C++ 中，每一个对象都能通过 this 指针来访问自己的地址。
this是一个隐藏的指针，可以在类的成员函数中使用，它可以用来指向调用对象。
当一个对象的成员函数被调用时，编译器会隐式地传递该对象的地址作为 this 指针。
#include <iostream>
class MyClass {
private:
int value;
public:
void setValue(int value) {
this->value = value;
}
void printValue() {
std::cout << "Value: " << this->value << std::endl;
}
};
int main() {
MyClass obj;
obj.setValue(42);
obj.printValue();
return 0;
}
- 指向类的指针
C++ 继承
当创建一个类时，不需要重新编写新的数据成员和成员函数，只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类，新建的类称为派生类
形式：class derived-class: access-specifier base-class
C++ 类可以从多个类继承成员，语法如下：
class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,… { <派生类类体> };
C++ 重载运算符和重载函数
C++ 允许在同一作用域中的某个函数和运算符指定多个定义，分别称为函数重载和运算符重载。
C++ 中的函数重载
在同一个作用域内，可以声明几个功能类似的同名函数，但是这些同名函数的形式参数（指参数的个数、类型或者顺序）必须不同。不能仅通过返回类型的不同来重载函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class printData
{
public:
void print(int i) {
cout << "整数为: " << i << endl;
}
void print(double f) {
cout << "浮点数为: " << f << endl;
}
void print(char c[]) {
cout << "字符串为: " << c << endl;
}
};
int main(void)
{
printData pd;
// 输出整数
pd.print(5);
// 输出浮点数
pd.print(500.263);
// 输出字符串
char c[] = "Hello C++";
pd.print(c);
return 0;
}
C++ 中的运算符重载
- 其实这里就可以理解成小学奥数的特殊加法那种形式
重载的运算符是带有特殊名称的函数，函数名是由关键字 operator 和其后要重载的运算符符号构成的。与其他函数一样，重载运算符有一个返回类型和一个参数列表。 Box operator+(const Box&);
#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
public:
double getVolume(void)
{
return length * breadth * height;
}
void setLength( double len )
{
length = len;
}
void setBreadth( double bre )
{
breadth = bre;
}
void setHeight( double hei )
{
height = hei;
}
// 重载 + 运算符，用于把两个 Box 对象相加
Box operator+(const Box& b)
{
Box box;
box.length = this->length + b.length;
box.breadth = this->breadth + b.breadth;
box.height = this->height + b.height;
return box;
}
private:
double length; // 长度
double breadth; // 宽度
double height; // 高度
};
// 程序的主函数
int main( )
{
Box Box1; // 声明 Box1，类型为 Box
Box Box2; // 声明 Box2，类型为 Box
Box Box3; // 声明 Box3，类型为 Box
double volume = 0.0; // 把体积存储在该变量中
// Box1 详述
Box1.setLength(6.0);
Box1.setBreadth(7.0);
Box1.setHeight(5.0);
// Box2 详述
Box2.setLength(12.0);
Box2.setBreadth(13.0);
Box2.setHeight(10.0);
// Box1 的体积
volume = Box1.getVolume();
cout << "Volume of Box1 : " << volume <<endl;
// Box2 的体积
volume = Box2.getVolume();
cout << "Volume of Box2 : " << volume <<endl;
// 把两个对象相加，得到 Box3
Box3 = Box1 + Box2;
// Box3 的体积
volume = Box3.getVolume();
cout << "Volume of Box3 : " << volume <<endl;
return 0;
}
C++ 多态
多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
C++ 多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class Shape {
protected:
int width, height;
public:
Shape( int a=0, int b=0)
{
width = a;
height = b;
}
virtual int area()
{
cout << "Parent class area :" <<endl;
return 0;
}
};
class Rectangle: public Shape{
public:
Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
int area ()
{
cout << "Rectangle class area :" <<endl;
return (width * height);
}
};
class Triangle: public Shape{
public:
Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
int area ()
{
cout << "Triangle class area :" <<endl;
return (width * height / 2);
}
};
// 程序的主函数
int main( )
{
Shape *shape;
Rectangle rec(10,7);
Triangle tri(10,5);
// 存储矩形的地址
shape = &rec;
// 调用矩形的求面积函数 area
shape->area();
// 存储三角形的地址
shape = &tri;
// 调用三角形的求面积函数 area
shape->area();
return 0;
}
每个子类都有一个函数 area() 的独立实现。这就是多态的一般使用方式。有了多态，您可以有多个不同的类，都带有同一个名称但具有不同实现的函数，函数的参数甚至可以是相同的。
虚函数
虚函数 是在基类中使用关键字 virtual 声明的函数。在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，会告诉编译器不要静态链接到该函数。
我们想要的是在程序中任意点可以根据所调用的对象类型来选择调用的函数，这种操作被称为动态链接，或后期绑定。
纯虚函数
您可能想要在基类中定义虚函数，以便在派生类中重新定义该函数更好地适用于对象，但是您在基类中又不能对虚函数给出有意义的实现，这个时候就会用到纯虚函数。
我们可以把基类中的虚函数 area() 改写如下： = 0 告诉编译器，函数没有主体，上面的虚函数是纯虚函数。
class Shape {
protected:
int width, height;
public:
Shape( int a=0, int b=0)
{
width = a;
height = b;
}
// pure virtual function
virtual int area() = 0;
};