C/C++: 类与对象

C++面向对象的三大特性：封装、继承和多态

对象的初始化和清理

构造函数与析构函数

构造函数按参数分可分为无参构造和有参构造，按类型分可分为普通构造和拷贝构造；

class Person
{
public:
    Person();
    Person(int a);
    // 拷贝构造
    Person(const Person &p);
};

类的调用方法：

// 1. 调用默认构造函数
Person p1;	// 注意不要加括号，否则会被认为是函数声明；

// 2. 显示调用
Person p2(10);
Person p3(p2);
// 匿名对象
Person(10);	// 执行结束后系统立即回收销毁
// Person(p3); 		
// 注意不要利用拷贝构造函数初始化匿名对象，会被当做是 Person p3;但是后紧接一个成员函数则不会报错，如Person(p3).someMethod();
// 会产生 重定义 的错误

// 3. 隐式转换法
Person p4 = 10;		// 相当于 Person p4 = Person(10);
Person p5 = p4;

拷贝构造函数的调用时机

• 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象；
• 值传递的方式给函数参数传值；
• 以值的方式返回局部对象。

默认情况下，C++编译器至少给一个类添加如下四个函数：

• 默认构造函数（空）
• 默认析构函数（空）
• 默认拷贝构造函数（对属性进行值拷贝）
• 赋值运算符operator=对属性进行值拷贝

深拷贝与浅拷贝

在类的拷贝过程中属于浅拷贝，当类中有开辟在堆区的指针变量时，浅拷贝会将地址原封不动地复制过去，在析构函数中则会出现对同一块地址多次释放的风险，因而，需要自己实现拷贝构造函数以解决浅拷贝带来的问题。

Person(const Person &p)
{
    m_Height = new int(*p.m_Height);
}

如果有属性在堆区开辟的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

有关于该问题，有几条前人总结的法则，可以作为参考：

• 如果定义了析构函数，那必须同时定义或删除拷贝构造函数和拷贝赋值函数；
• 如果一个类定义了拷贝构造函数，那么必须同时定义或删除拷贝赋值函数，负责出错，如果删除将导致低效；
• 如果类定义了移动构造函数，那么必须同时定义或删除移动赋值函数，否则出错，删除将导致低效；
• 如果类定义了拷贝构造函数或拷贝赋值函数，则最好同时定义移动构造函数或移动赋值函数，否则低效。

如何避免没有必要的拷贝？：使用常引用const X& x

当然，对于原始数据类型，诸如int,float等，容器并不大，没有必要使用常引用。

如何避免不经意的隐式拷贝？：将拷贝构造函数声明为explicit，例如某函数void show(Pig pig);，如果使用show(pig);调用，则会编译错误，只能通过show(Pig{pig});语法强制拷贝。

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
  • 编译阶段分配内存
  • 类内声明，类外初始化

  class Person
  {
      Person();
      ~Person();
      
  public:
      static int m_A;
  };
  // 类外初始化
  int Person::m_A = 100;
  

  由于共享数据，因此有以下访问数据的方式：

  // 通过对象访问
  Person p1;
  p1.m_A = 100;
  Person p2;
  p2.m_A = 200;
  
  // 通过类名访问
  Person::m_A = 100;
  

• 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

空指针访问成员函数

空指针也可以调用成员函数，但当需要访问成员变量时则会报错，为了防止此类错误，可以添加如下语句：

void show()
{
    if (this == NULL)
    {
        return;
    }
    // do something
}

const修饰成员函数

常函数：

• 成员函数后加const后称为常函数
• 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，常函数中就可以修改

class Person
{
public:
    void show() const
    {
        this->m_B = 100;
        // this->m_A = 100;
    }
    
    int m_A;
    mutable int m_B;
};

this指针的本质是指针常量，是对指针的修饰，当成员函数后加const后修饰的是指针的指向，即对指针和常量均修饰，所以不可以更改成员属性

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
• 常对象也可以修改加了关键字mutable的属性

void test()
{
    const Person p;
    // p.m_A = 100;
    p.m_B = 100;
}

友元

友元的三种实现：

• 全局的函数做友元
• 类做友元
• 成员函数做友元

为了让全局函数friendFunc(Person* p)访问类Person中的私有成员，如下操作

class Person
{
  friend void friendFunc(Person* p);
    
public:
    int m_A;

private:
    int m_B;
};

void friendFunc(Person* p)
{
    std::cout << p.m_B;
}

同理类做友元只需在Person类中添加代码

friend class GoodGuy;

成员函数做友元需要添加

friend void GoodGuy::visit();