面向对象编程高级概念详解

面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）不仅是一种编程范式，更是一种思考和设计软件的方法。本文将深入探讨OOP中的几个核心概念，包括析构函数、深浅拷贝、静态成员、单例模式、操作符重载、友元以及前++与后++的区别，并通过具体例子加以说明。

析构函数

定义

作用

示例

析构函数

定义

析构函数以波浪线（~）开头，无返回类型，也无参数，用于释放对象占用的资源。它是对象生命周期结束时自动调用的特殊成员函数。

作用

清理资源：销毁对象的成员变量，特别是那些动态分配的内存。
执行清理操作：执行任何在对象被销毁前需要完成的任务。

示例

class A{};class AutoPtr {
public:AutoPtr(A* f) : m_f(f) {printf("AutoPtr(A* f)\n");}~AutoPtr() {printf("~AutoPtr()\n");delete m_f;}A* operator->() {return m_f;}A& operator*() {return *m_f;}AutoPtr(const AutoPtr& that){this->m_f = that.m_f;}
private:A* m_f;
};

深浅拷贝

概念

浅拷贝：默认拷贝构造函数和拷贝赋值操作符只复制指针，不复制指针所指的数据。
深拷贝：手动定义拷贝构造函数和拷贝赋值操作符，确保指针所指数据也被复制。

示例

class DeepCopyExample {
public:DeepCopyExample(int size) {m_data = new int[size];for (int i = 0; i < size; ++i) m_data[i] = i;}// 深拷贝构造函数DeepCopyExample(const DeepCopyExample& other) {m_size = other.m_size;m_data = new int[m_size];std::copy(other.m_data, other.m_data + m_size, m_data);}// 深拷贝赋值运算符DeepCopyExample& operator=(const DeepCopyExample& other) {if (this != &other) {delete[] m_data;m_size = other.m_size;m_data = new int[m_size];std::copy(other.m_data, other.m_data + m_size, m_data);}return *this;}~DeepCopyExample() {delete[] m_data;}private:int* m_data;int m_size;
};

静态成员

特点

生命周期：静态成员不属于任何对象实例，从程序开始执行到结束。
访问：可通过类名直接访问，无需实例化对象。
共享：静态成员变量为类的所有实例共享。

示例

class Counter {
public:static int getCount() { return count; }static void incrementCount() { ++count; }private:static int count; // 静态成员变量，需要在类外初始化
};// 静态成员变量的初始化
int Counter::count = 0;

单例模式

目标

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

实现

私有构造函数：防止外部直接创建对象。
静态公共成员函数：作为获取实例的唯一入口。

示例（懒汉式）

#include <string>
#include <iostream>
#include <memory>class imageSaveThread{
public:~imageSaveThread();static std::shared_ptr<imageSaveThread>& getInstance(const std::string& filePath){//静态方法 不使用对象调用if(ImageSaveThread == nullptr){ImageSaveThread = std::shared_ptr<imageSaveThread>(new imageSaveThread(filePath));}return ImageSaveThread;};void complex();static int statics;
private:imageSaveThread(std::string filePath);imageSaveThread(const imageSaveThread&)  = delete;imageSaveThread& operator=(const imageSaveThread&)=delete;static std::shared_ptr<imageSaveThread> ImageSaveThread;std::string filePath;};

操作符重载

用途

改变或扩展操作符在特定类中的行为，使其适用于自定义类型。

示例

class Complex {
public:Complex(double real, double imag) : real_(real), imag_(imag) {}Complex operator+(const Complex& other) const {return Complex(real_ + other.real_, imag_ + other.imag_);}private:double real_;double imag_;
};// 使用
Complex a(1, 2);
Complex b(3, 4);
Complex c = a + b; /

友元

作用

允许一个类或函数访问另一个类的私有和保护成员。

示例

class Circle {friend class Rectangle; // 声明Rectangle为友元类private:double radius;public:Circle(double r) : radius(r) {}
};class Rectangle {
public:void printCircleRadius(const Circle& c) {std::cout << "Circle radius: " << c.radius << std::endl; // 可以访问Circle的私有成员}
};