C++面向对象基础

目录

一.作用域限定符

1.名字空间

2.类内声明，类外定义

二.this指针

1 概念

2.功能

2.1 类内调用成员

2.2 区分重名的成员变量和局部变量

2.3链式调用

三.stastic关键字

1.静态局部变量

2 静态成员变量

3 静态成员函数

4 单例设计模式（了解）

四、const关键字（掌握）

1 const修饰成员函数

2.const修饰对象

3.const修饰成员变量

4 const修饰局部变量

5.constexpr 常量表达式

一.作用域限定符

1.名字空间

#include <iostream>
using namespace std;
int a = 2;
namespace my_space
{int a = 3;int b = 4;
}
using namespace my_space;
int main()
{int a = 1;cout << a << endl;  // 就近原则 打印1cout << ::a << endl; // ::匿名名字空间。2cout << my_space::a << endl;    // 3cout << b << endl;return 0;
}

2.类内声明，类外定义

#include <iostream>
using namespace std;
class Demo
{
public:// 类内声明Demo();void test(string str);
};
Demo::Demo()
{cout << "构造函数" << endl;
}
void Demo::test(string str)
{cout << "string =" << str << endl;
}
int main()
{Demo d;d.test("test");return 0;
}

二.this指针

1 概念

this指针是一个特殊的指针，指向当前类对象的首地址。

成员函数（包括构造函数与析构函数）中都有this指针，因此this指针只能在类内使用。实际上this指针指向的就是当前运行的成员函数所绑定的对象。

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:void test_this(){cout << this << endl;}
};
int main()
{Test t1;cout << &t1 << endl;    // 0x61fe8ft1.test_this();         // 0x61fe8fTest t2;cout << &t2 << endl;    // 0x61fe8et2.test_this();         // 0x61fe8eTest *t3 = new Test;cout << t3 << endl;     // 0x7c27c8t3->test_this();        // 0x7c27c8delete t3;return 0;
}

2.功能

2.1 类内调用成员

● 成员（变量+函数）必须由对象调用。类中成员调用都依赖于this指针。通常由编译器自动添加。

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
private:string name;
public:Test(string n){// 编译器默认添加this指针指向当前对象this->name = n;}string get_name(){return this->name;}
};
int main()
{Test t1("zhangsan");cout << t1.get_name() << endl;Test t2("lisi");cout << t2.get_name() << endl;return 0;
}

2.2 区分重名的成员变量和局部变量

#include <iostream>
using namespace std;class Test
{
private:string name;
public:Test(string name)//:name(name)    // 构造初始化列表区分{// 通过this指针在函数体中区分this->name = name;}string get_name(){return this->name;}
};int main()
{Test t1("zhangsan");cout << t1.get_name() << endl;Test t2("lisi");cout << t2.get_name() << endl;return 0;
}

2.3链式调用

支持链式调用的成员函数特点：

● 当一个成员函数的返回值是当前类型的引用时，往往表示这个函数支持链式调用。● return后面是*this

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
private:int val = 0;
public:Test &add(int i){val += i;   // val = val + i;return *this;}int get_val(){return val;}
};
int main()
{Test t1;t1.add(1);t1.add(2);t1.add(100);cout << t1.get_val() << endl;Test t2;// 链式调用cout << t2.add(2).add(32).add(200).get_val() << endl; // 234// cout << t2.get_val() << endl;    // 2return 0;
}

三.stastic关键字

1.静态局部变量

使用static修饰局部变量，这样的变量就是静态局部变量。
静态局部变量在第一次调用时创建，直到程序结束后销毁，同一个类所有对象共用这一份静态局部变量。

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:void func(){int a = 1;static int b = 1;   // 静态局部变量cout << "a=" << ++a << " " << &a << endl;cout << "b=" << ++b << " " << &b << endl;}
};
int main()
{Test t1;t1.func();  // 2 2t1.func();  // 2 3Test t2;t2.func();  // 2 4return 0;
}

2 静态成员变量

使用static修饰成员变量，这样的变量就是静态成员变量。

静态成员变量需要类内声明，类外初始化。

一个类的所有对象共用一份静态成员变量，虽然静态成员变量可以使用对象调用，但是更建议使用类名直接调用。静态成员变量可以脱离对象使用，在程序开始运行时就开辟内存空间直到程序结束后销毁。

更推荐使用类名进行调用。代码的可读性更好。

#include <iostream>
using namespace std;class Test
{
public:int a = 1;
//    static int b = 2; // 错误 ，静态成员变量需要内类声明，类外初始化static int b;
};int Test::b = 1;    // 类外初始化int main()
{cout << Test::b << " " << &Test::b << endl; // 1 0x403004Test t1;Test t2;cout << t1.a++ << " " << &t1.a << endl; // 1 0x61fe8ccout << t2.a++ << " " << &t2.a << endl; // 1 0x61fe88cout << "-----------------" << endl;cout << t1.b++ << " " << &t1.b << endl; // 1 0x403004cout << t2.b++ << " " << &t2.b << endl; // 2 0x403004cout << Test::b << " " << &Test::b << endl; // 3 0x403004return 0;
}

3 静态成员函数

使用static修饰成员函数，这样的函数就是静态成员函数。

与静态成员变量相似的有：

● 都可以通过类名直接调用，也可以通过对象调用（推荐使用类名直接调用）

● 都可以脱离对象使用。

静态成员函数没有this指针，不能在静态成员函数中调用同类中其他非静态成员，但是静态成员函数可以调用静态成员。

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:void func0(){
//        func1();cout << "非静态成员函数" << endl;}// 静态成员函数static void func1(){
//        func0(); // 错误，静态成员函数没有this指针cout << "静态成员函数1" << endl;}static void func2(){
//        func1();cout << "静态成员函数2" << endl;}};
int main()
{
//    Test::func1();  // 通过类名直接调用Test t1;t1.func0();
//    t1.func1();t1.func2();return 0;
}
● 如果要在静态成员函数内调用非静态成员的属性，可以通过参数将对象传进来，因为静态成员函数内没有this指针。例如： 
#include <iostream>
using namespace std;class Test
{
public:void func0(){
//        func1();cout << "非静态成员函数" << endl;}// 静态成员函数static void func1(Test &t){
//        t.func0();Test t3;t3.func0();
//        func0(); // 错误，静态成员函数没有this指针cout << "静态成员函数1" << endl;}static void func2(){
//        func1();cout << "静态成员函数2" << endl;}
};int main()
{
//    Test::func1();  // 通过类名直接调用Test t1;t1.func0();t1.func1(t1);t1.func2();return 0;
}

4 单例设计模式（了解）

设计模式是一套被反复使用，多人知晓的，经过分类的，代码设计经验的总结。通常用于面向对象的语言，如：Java、C++、C#。
 

#include <iostream>
using namespace std;// 单例设计模式
class Singleton
{
private:Singleton(){}Singleton(const Singleton&s){}static Singleton *instance; // 静态成员变量指针
public:// 静态成员函数static Singleton* get_instance(){if(instance == NULL){instance = new Singleton;}return instance;}static void delete_instance(){if(instance != NULL){delete instance;instance = NULL;}}};Singleton * Singleton::instance = NULL;int main()
{Singleton *s1 = Singleton::get_instance();Singleton *s2 = Singleton::get_instance();cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;return 0;
}

四、const关键字（掌握）

1 const修饰成员函数

const修饰的成员函数，表示常成员函数。

特性如下：

● 可以调用成员变量，但是不能修改成员变量的值

● 不能调用非const修饰的成员函数，哪怕这个函数没有修改成员变量。

建议只要成员函数不修改成员变量就使用const修饰。比如：show、print等函数。

#include <iostream>
using namespace std;class Demo
{
private:int a;
public:Demo(int a){this->a = a;}void func0(){cout << get_demo() << endl;cout << "哈哈哈哈哈哈" << endl;}int get_demo()const{return a;}void test()const{
//        a++; // 错误 const修饰的成员函数，不能修改成员变量cout << a << endl;  // 可以调用
//        func0(); // 错误 const修饰的成员函数，不能调用非const修饰的成员函数cout << get_demo() << endl;}
};int main()
{Demo demo(1);cout << demo.get_demo() << endl;demo.func0();demo.test();return 0;
}

2.const修饰对象

const修饰的对象被称为常量对象，这种对象的成变量无法被修改，也无法调用非const修饰的成员函数。 
#include <iostream>
using namespace std;class Demo
{
private:public:int a;Demo(int a){this->a = a;}void func0(){
//        cout << get_demo() << endl;cout << "哈哈哈哈哈哈" << endl;}int get_demo()const{return a;}void test()const{
//        a++; // 错误 const修饰的成员函数，不能修改成员变量cout << a << endl;  // 可以调用
//        func0(); // 错误 const修饰的成员函数，不能调用非const修饰的成员函数cout << get_demo() << endl;}};int main()
{
//    const Demo demo(1); // 常量对象Demo const demo(1); // 两种初始化的方式，等效于上一行//    demo.a = 2; // 错误const修饰的对象，无法修改成员变量cout << demo.a << endl; // 可以调用但是无法修改//    demo.func0(); // 错误const修饰的对象，无法调用非const修饰的成员函数cout << demo.get_demo() << endl;return 0;
}

3.const修饰成员变量

const修饰的成员变量为常成员变量，表示改成员变量的值无法被修改。

常成员变量存在两种初始化的方式：

● 直接赋值

声明之后赋值：

● 构造初始化列表

上述两种方式同时使用时，前者失效，以后者为准。

#include <iostream>
using namespace std;class Demo
{
private:const int a = 1;    // 直接赋值const int b = 2;const int c = 3;
public:// 构造初始化列表赋值Demo(int a,int b,int c):a(a),b(b),c(c){}void show(){cout << a << " " << b << " " << c << endl;}void test(){
//        a++;  // 错误，常成员变量无法被修改
//        b++;
//        c++;}};int main()
{Demo d(10,20,30);d.show();d.test();return 0;
}

4 const修饰局部变量

const修饰局部变量，表示该局部变量不可被修改。

这种方式常用于修饰引用参数。

#include <iostream>
using namespace std;class Demo
{
private:const int a = 1;    // 直接赋值const int b = 2;const int c = 3;
public:// 构造初始化列表赋值Demo(int a,int b,int c):a(a),b(b),c(c){}void show(){cout << a << " " << b << " " << c << endl;}void test(const int &f){
//        f++; // 错误cout << f << endl;const int e = 1;
//        e++; // 错误，const修饰的局部变量，无法被修改}};int main()
{Demo d(10,20,30);d.show();d.test(2);return 0;
}

5.constexpr 常量表达式

#include <iostream>using namespace std;class Test
{
public:constexpr static int a = 1; // a=1在编译期确定
//    constexpr int b = 2; 错误const int c = 3;
};
在上面的例子中，a不需要配合任何对象使用，而对象是在程序运行期间创建的，因此a可以被constexpr修饰，表示在编译期确定；反之b需要在对象创建之后才能创建，因此不能被constexpr修饰。

被constexpr修饰的内容表示在编译期间可以确定，C++中部分代码是需要在编译期间确定。

#include <iostream>
#include <array> // 后面要学习的一个头文件using namespace std;// 表示是否可以在编译期间计算出返回值
constexpr int calc_len(int i)
{return i+5; // 随便写的计算规则
}int main()
{// 5表示创建的arr对象的长度，必须在编译期间确定array<int,5> arr;// 编译期间可以计算出结果为6，正确array<int,calc_len(1)> arr2;int i = 1;// 编译期间无法计算出最后结果，报错
//    array<int,calc_len(i)> arr3; 错误return 0;
}

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