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类和对象笔记

匿名上传

发布时间:2026-02-10 10:48:02

封装

访问权限

访问权限有三种：

公共权限 public 成员类内类外都可访问
保护权限 protected 成员类内可以访问类外不可访问（）
私有权限 private 成员类内可以访问类外不可访问

class Person
{
    public:
        string m_name;
    protected:
        string m_car;
    private:
        int m_password;
    public:
        void func()
        {
            m_name="张三";
            m_car="拖拉机";
            m_password=123456;
        }
};

struct和class的区别

在c++中struct和class唯一区别在于默认的访问权限不同

class默认权限为私有
struct默认权限为公共

对象特征

构造函数和析构函数

两个函数被编译器自动调用，如果不提供构造和析构，编译器会提供空实现的两个函数构造函数的主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，在创建对象时调用；析构函数主要作用在于执行一些清理工作，在对象销毁前调用 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
构造函数有参数，因此可以发生重载
程序在调用对象时会自动调用构造，无需手动调用，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，无需手动调用，而且只会调用一次

#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;
    }
};
void text01()
{
    Person p;
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person()
    {
        cout << "无参构造" << endl;
    }
    Person(int a)
    {
        cout << "有参构造，a=" << a << endl;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        cout << "拷贝构造" << endl;
    }
};
void text01()
{
    Person p1;//无参构造
    Person p2(3);//有参构造且括号法
    Person p3(p1);//拷贝构造且括号法
    Person p4=Person(10);//有参构造且显示法
    Person p5=Person(p1);//拷贝构造且显示法
    Person p6=10;//有参构造且隐式转换法
    Person p7=p1;//拷贝构造且隐式转换法
    /*
    p4 p5等号右边的是匿名对象，如果只写匿名对象，如  Person(10)； ,则当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
    */
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

调用默认构造函数时不要加小括号Person p();,编译器会认为是函数声明,不会认为在创建对象不要利用拷贝构造函数初始化匿名对象 Person(p3); 编译器认为Person(p3)==Person p3; 重定义

拷贝构造函数的调用时机

c++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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person(int m_age)
    {
        cout << "Person的构造函数调用" << endl;
        age = m_age;
    }
    Person(const Person& p)
    {
        cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
        age = p.age;
    }
    ~Person()
    {
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
    int age = 10;
};
void dowork(Person p)
{

}
Person dowork2(int m_age)
{
    Person p(m_age);
    return p;
}
void text01(int m_age)
{
    Person p1(m_age);
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为" << p2.age << endl;
}
void text02(int m_age)
{
    Person p3(m_age);
    dowork(p3); 
}
void text03(int m_age)
{
    Person p4 = dowork2(m_age);
}
int main()
{
    text01(20);//使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个对象
    text02(20);//值传递的方式给函数参数传值
    text03(20);//以值方式返回局部对象
    return 0;
}

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三个函数

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++不会再提供其他构造函数

深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：简单的赋值拷贝工作深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:

    Person(int age,int height)
    {
        m_age = age;
        m_height = new int(height);
        cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
    }
    ~Person()
    {
        if (m_height != NULL)
        {
            delete m_height;
            m_height = NULL;
        }
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
    int m_age;
    int* m_height;
};
void text01(int age, int height)
{
    Person p1(age, height);
    Person p2(p1);
}
int main()
{
    text01(18, 180);
    return 0;
}

以上代码运行会报错，原因是浅拷贝操作将p1中m_height的地址简单拷贝给了p2，p2中m_height指向的内存空间delete后(p2位于栈区，p2先出)，p1再次delete导致非法操作浅拷贝的问题要利用深拷贝来解决

Person(const Person& p)
{
    m_age = p.m_age;
    //m_height = p.m_height;//这是系统默认的浅拷贝
    m_height=new int(*p.m_height);//深拷贝
}

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

语法： 构造函数():属性1(值1),属性2(值2)...{}

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类中有对象作为成员，A为对象成员

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class phone
{
public:
    phone(string name):pname(name)
    {

    }
    string pname;
    string money;
};
class person
{
public:
    person(string name,string pname):m_name(name),iphone(pname)//隐式转换法
    {

    }
    string m_name;
    phone iphone;
};
int main()
{
    person man("xiaoming", "iphone12");
    cout << man.m_name << man.iphone.pname << endl;
}

当其他类对象作为本类成员，构造时候先构造类对象，再构造本类，析构时相反

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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    static int m_A;
};
int Person::m_A = 1;
void text01()
{
    Person p;
    cout << p.m_A << endl;
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

静态成员变量不属于某个对象上，所有对象都共享同一份数据，因此静态成员变量有两种访问方式

通过对象进行访问 p.m_A
通过类名进行访问 Person::m_A

this指针

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，不需要被定义，可以直接使用 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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    Person(int age)
    { 
        this->age = age;
    }
    Person & PersonAddAge(Person& p)
    {
        this->age += p.age;
        return *this;
    }
    int age;
};
void text01()
{
    Person p1(18);
    cout << p1.age << endl;
}
void text02()
{
    Person p2(10);
    Person p3(10);
    p2.PersonAddAge(p3).PersonAddAge(p3).PersonAddAge(p3).PersonAddAge(p3);//链式编程思想
    cout << p2.age << endl;
}
int main()
{
    text01();
    text02();
    return 0;
}

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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
    void showPersonAge()
    {
        //if(this==NULL)
         // return;
        cout << m_age << endl;
    }
    void showClassName()
    {
        cout << "Person" << endl;
    }
    int m_age = 10;
};
void text01()
{
    Person* p = NULL;
    p->showPersonAge();//这行代码会报错，原因在于成员函数中使用了m_age这个属性，每个属性前默认有this->，而p为空指针
    p->showClassName();
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

const修饰成员函数

常函数：

成员函数后加const我们称这个函数为常函数
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

友元

友元的目的是让一个函数或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

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
    friend void func();//全局函数做友元
public:
    string m_A = "aaa";
private:
    string m_B = "bbb";
};
void func()
{
    Person p1;
    cout << p1.m_A << endl;
    cout << p1.m_B << endl;
}
int main()
{
    func();
    return 0;
}

继承

继承方式

语法： class 派生类；继承方式基类{} 继承方式一共三种：

公共继承 public
保护继承 protected
私有继承 private

基类中的private派生类不可访问，保护继承基类的public在派生类中为protected，私有继承基类的public和protected在派生类中都为private

继承中的构造和析构顺序

派生类继承基类后，当创建派生类对象，也会调用基类的构造函数 基类和派生类构造和析构的顺序：

#include<iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
    Base()
    {
        cout << "基类构造" << endl;
    }
    ~Base()
    {
        cout << "基类析构" << endl;
    }
};
class Son :public Base
{
public:
    Son()
    {
        cout << "派生类构造" << endl;
    }
    ~Son()
    {
        cout << "派生类析构" << endl;
    }
};
void text01()
{
    Son s1;
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

即基类先于派生类构造，后于派生类析构

同名（静态）成员处理方式

访问派生类同名成员，直接访问即可
访问基类同名成员，需要加作用域

#include<iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
    Base()
    {
        m_A = 100;
    }
    void func()
    {
        cout << m_A << endl;
    }
public:
    int m_A ;
};
class Son :public Base
{
public:
    Son()
    {
        m_A = 200;
    }
    void out()
    {
        cout << m_A << endl << Base::m_A << endl;
    }
    void func()
    {
        cout << m_A << endl;
    }
public:
    int m_A;
};
void text01()
{
    Son s1;
    s1.out();//访问同名属性
    s1.func();
    s1.Base::func();//访问同名方法
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

如果派生类中出现和基类同名的成员函数，派生类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名成员函数（包括重载）

如果想访问，需要加作用域

多继承语法

c++允许一个类继承多个类

语法： class 派生类：继承方式基类1，继承方式基类2...

多继承可能会引发基类中有同名成员出现，需要加作用域区分

实际开发中不建议用多继承

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这两个派生类
这种继承被称为菱形继承（钻石继承）

#include<iostream>
using namespace std;
class BBase
{
public:
    int m_A;
};
class Base1 :public BBase
{

};
class Base2 :public BBase
{

};
class Son :public Base1, public Base2
{

};
void text01()
{
    Son s1;
    s1.Base1::m_A = 10;
    s1.Base2::m_A = 20;

}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

菱形继承导致相同的数据m_A有两份，导致资源浪费，可以用虚继承来解决

关键字：virtual

虚继承后相同的数据只有一份

#include<iostream>
using namespace std;
class BBase
{
public:
    int m_A;
};
class Base1 :virtual public BBase
{

};
class Base2 :virtual public BBase
{

};
class Son : public Base1, public Base2
{

};
void text01()
{
    Son s1;
    s1.Base1::m_A = 10;
    s1.Base2::m_A = 20;
    cout << s1.m_A << endl;
}
int main()
{
    text01();
    return 0;
}

多态

多态基本概念

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

#include<iostream>
using namespace std;
class Animal
{
public:
     void Speak()
    {
        cout << "jiao" << endl;
    }
};
class Cat :public Animal
{
public:
    void Speak()
    {
        cout << "mmm" << endl;
    }
};
void DoSpeak(Animal & animal)
{
    animal.Speak();
}
void text01()
{
    Cat cat;
    DoSpeak(cat);

}
int main()
{
    text01();
}

以上代码中，DoSpeak函数的形参为Animal类的对象，传入的实参为Cat类的对象不报错，输出为“jiao”

不报错原因：向上转型

Cat是Animal的子类
所以Cat都具有Animal的所有特性

输出为“jiao”原因：早绑定

Speak() 不是虚函数
animal 是 Animal& 类型
编译器看到 animal.Speak()，知道 animal 是 Animal 类型，所以绑定到 Animal::Speak()

输出为“mmm”需要使用虚函数（晚绑定）virtual void Speak()

动态多态满足条件：

有继承关系
派生类重写基类的虚函数（函数返回值类型函数名参数列表完全一致称为重写）

动态多态使用：基类的指针或引用指向派生对象

多态的原理

class Animal
{
public:
     void Speak()
    {
        cout << "jiao" << endl;
    }
};

当写下如上代码时，会生成一个指向虚函数表vftable的指针vfptr，表的内部记录一个虚函数Speak的地址&Animal::Speak,写下派生类时会继承基类的vfptr和虚函数表，当派生类重写了基类的虚函数，接下来派生类的虚函数表内部会替换成派生类的虚函数地址，当基类的指针或者引用指向派生类对象时候，发生多态

纯虚函数和抽象类

在多态中，通常基类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用派生类重写的内容

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（函数参数）=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

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(){}

纯虚析构需要声明也需要实现,因为派生类析构函数会自动调用基类析构函数，如果基类纯虚析构函数没有实现，链接时会报错。

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual ~Base() = 0;  // 纯虚析构函数声明
};

// 必须在类外提供实现！
Base::~Base() {
    cout << "Base::~Base() called" << endl;
}

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() override {
        cout << "Derived::~Derived() called" << endl;
    }
};

int main() {
    Base* ptr = new Derived();
    delete ptr;  // 正确调用析构函数链
    
    // Base b;  //  错误！Base是抽象类
    return 0;
}