文章目錄

• • 1. 面向?qū)ο缶幊痰闹鲗栴}
  • 2. 訪問指定符
  • 3. const
  • 4. 類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員
  • 5. 類的操作
  • 6. 運算符重載
  • 7. 繼承
  • 8. 虛函數(shù)和多態(tài)
  • 9. 輸入輸出操作
  • 10. 標準模板庫 STL

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1. 面向?qū)ο缶幊痰闹鲗栴}

• C++三大特性
  • 封裝、繼承、多態(tài)。
  • 封裝：目的是實現(xiàn)代碼模塊化。
  • 繼承：目的是實現(xiàn)代碼擴展。
  • 多態(tài)：目的是分為靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)。
• 什么是程序？
  • what: 一段編譯器能聽懂的指令
  • input ---->process —>output
  • why: 自然語言有歧義，用于計算機運算效率不高
  • how: 根據(jù)問題，構(gòu)建數(shù)據(jù)類型+算法---------------如何寫好代碼？
• 什么是按值傳遞
  • 傳遞的是值的拷貝，也就是說傳遞后就互不相關(guān)了
  • 如何取消按值傳遞：引用傳遞，其實傳遞的為引用的地址，也就是變量所對應的內(nèi)存空間的地址。
• 什么是對象？
  • 對象是數(shù)據(jù)類型的一個實例
  • 每個實例都是類的一個對象
• 什么是面向?qū)ο缶幊蹋?ul>
• 是一種編程模式，將需用到的數(shù)據(jù)類型、方法定義為類，涉及數(shù)據(jù)封裝、繼承、多態(tài)等
• 本質(zhì)：抽象出問題涉及的對象，設(shè)計一組抽象的類型，建模
• 結(jié)構(gòu)類型是一種新的數(shù)據(jù)類型
• 數(shù)據(jù)隱藏：對象的屬性應該在合理范圍內(nèi)，不允許直接訪問，可通過成員函數(shù)間接訪問

如何使用面向?qū)ο缶幊蹋?ol>

定義與問題相關(guān)的實體類型，根據(jù)問題解決方案確定每個類型的特性和操作。即抽象出類和方法的聲明

編寫類定義，對這些類型編碼。即實現(xiàn)方法

根據(jù)對象，使用直接利用這些對象的操作編寫解決問題的方案。即串聯(lián)方案，解決問題

什么是類？

• 類是一種自己定義，用于描述對象，滿足應用程序需求的數(shù)據(jù)類型，定義類用class，內(nèi)聚某個問題所需的數(shù)據(jù)類型
• 類成員默認私有，可用訪問指定符劃定類成員顯示區(qū)域：public、protected、private
• 類對象的大小一般是所有數(shù)據(jù)成員的大小總和，不包括靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的size

什么是封裝？

• 封裝就是用一個結(jié)構(gòu)類型來描述對象屬性和對象操作

什么是繼承？

• 繼承是一個類可以獲得另一個類的特性的機制
• 繼承是一種代碼重用的形式，允許程序員基于現(xiàn)有類開發(fā)新類。現(xiàn)有類通常稱為"基類"或"超類"，新類通常稱為"類"或"派生類"。
• 繼承的好處：繼承大的好處是代碼的重用，與它同樣重要的是它帶來了多態(tài)（繼承是實現(xiàn)多態(tài)的基礎(chǔ)）

什么是多態(tài)？

• 不同時刻有不同形態(tài)，使用指針或引用調(diào)用對象成員函數(shù)。編譯時未確定，執(zhí)行時決定指向哪個成員函數(shù)
• 多態(tài)性好處：設(shè)計與編譯時不能確認處理哪種類型的對象，只能在運行時確定（取決于用戶的輸入類型），而多態(tài)性可以滿足這種需求，一般用于交互式應用程序

什么是構(gòu)造函數(shù)？

• 所謂構(gòu)造函數(shù)，就是與類同名的函數(shù)，它與普通函數(shù)的區(qū)別在于，它沒有返回類型，也不會返回 void。
• 構(gòu)造函數(shù)的作用：創(chuàng)建類對象時，為類成員賦初值與驗證初值
• 如果類中定義了構(gòu)造函數(shù)，則不能用初始化列表類初始化對象
• 默認構(gòu)造函數(shù)，調(diào)用不指定參數(shù)列表，不用括號

什么是析構(gòu)函數(shù)？

• 類的析構(gòu)函數(shù)是類的一種特殊的成員函數(shù)，它會在每次刪除所創(chuàng)建的對象時執(zhí)行。
• 析構(gòu)函數(shù)的名稱與類的名稱是完全相同的，只是在前面加了個波浪號（~）作為前綴，它不會返回任何值，也不能帶有任何參數(shù)。
• 析構(gòu)函數(shù)有助于在跳出程序（比如關(guān)閉文件、釋放內(nèi)存等）前釋放資源。
• 對象的釋放順序與創(chuàng)建它們的順序相反，像棧一樣，先進后出。

什么是副本？

• 拷貝機制，編譯器會對所有入?yún)⒅谱髋R時副本
• 函數(shù)內(nèi)對入?yún)⒌牟僮骶鶠閷Ω北镜牟僮?/li>
• 函數(shù)的參數(shù)，會對數(shù)組傳地址，不會有副本機制，為了節(jié)約內(nèi)存，數(shù)組傳遞的是指針
• 函數(shù)返回值有副本機制，返回的時候，另外再保存一份，當獲取到返回值后，原來內(nèi)存的數(shù)據(jù)就被銷毀了

什么是副本構(gòu)造函數(shù)？

• 一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)為類對象。用一個已創(chuàng)建的對象來初始化同類的另外一個對象，即對象copy
• 創(chuàng)建對象時，不用顯示調(diào)用副本構(gòu)造函數(shù)，只需將對象作為入?yún)魅霕?gòu)造函數(shù)，編譯器則會調(diào)用副本構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建對象副本。但只針對簡單類
• 入?yún)⒈仨殲橐?，否則會遞歸call構(gòu)造函數(shù)
• 入?yún)⒈仨氂胏onst修飾，因為副本構(gòu)造函數(shù)僅創(chuàng)建副本，不修改原對象
• 缺點：兩個對象的指針數(shù)據(jù)成員指向了同一塊內(nèi)存空間，可通過自已定義副本構(gòu)造函數(shù)解決
• 如何禁止副本構(gòu)造函數(shù)：聲明為private，可以不實現(xiàn)

什么是內(nèi)聯(lián)函數(shù)？

• 類內(nèi)定義的函數(shù)均為inline函數(shù)
• 函數(shù)聲明在類內(nèi)，但定義在類外的函數(shù)，看是否有inline修飾
• 一般函數(shù)的代碼段只有一份，放在內(nèi)存中的某個位置上，當程序調(diào)用它是，指令就跳轉(zhuǎn)過來；當下一次程序調(diào)用它是，指令又跳轉(zhuǎn)過來；而內(nèi)聯(lián)函數(shù)是程序中調(diào)用幾次內(nèi)聯(lián)函數(shù)，內(nèi)聯(lián)函數(shù)的代碼就會復制幾份放在對應的位置上
• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義包含在.h頭文件中，只有不是內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義才應放在.cpp文件中

什么是隱式類型轉(zhuǎn)換？

• 隱式類型轉(zhuǎn)換即偷偷把給定的類型轉(zhuǎn)換為另外一種類型，不用顯示強轉(zhuǎn)。
• 對于類構(gòu)造函數(shù)只有一個參數(shù)或只有一個無默認值入?yún)ⅲ由蟚xplicit表示顯示轉(zhuǎn)換，則可避免隱式轉(zhuǎn)換

什么是友元？

• 在類定義中用friend聲明友元函數(shù)、友元類
• 友元關(guān)系不能傳遞、不能反向
• 類外部的函數(shù)被指定為友元，則外部函數(shù)與類內(nèi)部成員無異，可隨意訪問類內(nèi)所有數(shù)據(jù)成員、成員函數(shù)

什么是this指針？

• 指向類實例對象地址的指針變量
• 返回類實例對象地址是需顯示使用this指針變量

什么是引用？

• 引用即一個變量的別名，與目標變量占用同一片內(nèi)存
• 引用即指針常量，指向的地址不改變
• 引用聲明時必須初始化，初始化后不能修改值
• 寫法：數(shù)據(jù)類型 &引用名 = 目標變量名；
• 數(shù)組不能引用，可以對數(shù)組單個變量進行引用

鏈表相對數(shù)組的優(yōu)勢？

• 鏈表長度不固定
• 鏈表可隨意節(jié)點增刪

2. 訪問指定符

• 兩個方面：類成員的訪問指定符、基類訪問指定符，類成員與基類的默認訪問指定符均為private
• private是自己私有的，protected是可以讓孩子知道的，public是公開的！
  • public:可以被任意實體訪問
  • protected:只允許子類及本類的成員函數(shù)訪問
  • private:只允許本類的成員函數(shù)訪問。外部不能訪問。獲取私有數(shù)據(jù)成員的唯一方式是通過構(gòu)造函數(shù)或成員函數(shù)

3. const

• 對象聲明為const，只能調(diào)用被聲明為const的成員函數(shù)，因為對象的this指針變量不能被修改

• const只能應用于類的成員函數(shù)，函數(shù)指定為const則不能修改調(diào)用它的對象，const只能用于屬于類的成員函數(shù)

• const_cast是一種C++運算符，主要是用來去除復合類型中const和volatile屬性（沒有真正去除）。

  • 變量本身的const屬性是不能去除的，要想修改變量的值，一般是去除指針（或引用）的const屬性，再進行間接修改。

  • 用法：const_cast(data)

4. 類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

• 無論類有多少個對象，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只有一份，而非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員都是類中非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的副本，每個對象有一份副本
• 即使未創(chuàng)建類的對象，類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員依然存在
• 在類聲明外部初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，初始化時使用類名和作用域解析運算符限定成員

5. 類的操作

• 對象的數(shù)據(jù)成員包含此對象指針，可使對象鏈接起來，則將數(shù)據(jù)組織為結(jié)構(gòu)、鏈表等
• 對象指針、對象引用作為函數(shù)參數(shù)，作為參數(shù)傳遞比直接傳遞效率更高，不用復制操作
• 開發(fā)容器類時，需仔細考慮該類的數(shù)據(jù)成員是否為源對象的副本
• 控制對類的訪問：嵌套類

6. 運算符重載

• 不能重載的運算符：:: ?: . .* sizieof
• 確保標準運算符的重載版本與其原始用法含義基本保持一致
• 二元運算符‘X’重載：
  • 寫法：operator+‘‘需要重載的運算符’’，比如：bool operator<()
  • 類成員函數(shù)：返回類型 operator X(類型 右操作數(shù))
  • 非成員函數(shù)：返回類型 operator X(類類型 左操作數(shù)，類型 右操作數(shù))
  • 非成員函數(shù)：返回類型 operator X(類型 左操作數(shù)，類類型 右操作數(shù))
• 一元運算符’Op’重載：
  • 類成員函數(shù)：類類型& operator Op()
  • 全局函數(shù)：類類型& operator Op(類類型&)

7. 繼承

• 派生類對象應代表有意義的基類對象，比如狗是一種動物，狗是有意義的、具體的，而動物無意義、不具體
• 三種測試：
  1. 種類測試：派生類應描述基類所表示對象的一個子集
  2. 基類是否有特性不能用于派生類？如果沒有，繼承就是可行的
  3. 沒通過種類測試，則試下包含測試：類對象包含另一個類的實例，采用聚合
• 多重繼承：派生類可以有任意多個直接基類，與單一繼承相對（只使用一個基類）
• 虛基類，關(guān)鍵字virtual。為了避免同一基類的多個子對象被派生類多次包含，把重復的類聲明為虛基類。
• 訪問派生類的繼承成員有兩個因素控制：基類成員的訪問指定符、派生類聲明中基類的訪問指定符

8. 虛函數(shù)和多態(tài)

• 基類指針：基類指針可存儲派生類對象地址，反過來不行，基類沒有描述完整的派生類對象

• 什么是多態(tài)性：任何時刻，基類指針都可以指向任何派生于此基類的類對象。

  • “靜態(tài)類型”：指針在聲明時指向基類對象，通過靜態(tài)解析的基類指針來調(diào)用函數(shù)，都會調(diào)用基類的函數(shù)。不取決于它指向的對象

  • “動態(tài)類型”：當指向派生類對象時，它會根據(jù)指向的對象類型而變化。

  • 類描述為多態(tài)性，那么它是至少包含一個虛函數(shù)的派生類

• 多態(tài)性好處：

  • 設(shè)計與編譯時不能確認處理哪種類型的對象，只能在運行時確定（取決于用戶的輸入類型），而多態(tài)性可以滿足這種需求，一般用于交互式應用程序

• 多態(tài)性的成本：

  • 內(nèi)存占用與程序文件更大，因為有vtable指針表
  • 虛函數(shù)調(diào)用速度略慢，開銷很小，可忽略

• 什么是虛函數(shù)：把一個函數(shù)聲明為基類的虛函數(shù)，則派生于此基類的任何類中的此函數(shù)都是動態(tài)綁定的。用關(guān)鍵字virtual**聲明（注意不是定義）**虛函數(shù)，虛函數(shù)是一個工具

  • 使用對象或直接成員選擇運算符調(diào)用虛函數(shù)-------靜態(tài)解析，編譯時解析
  • 通過指針或引用調(diào)用虛函數(shù)---------動態(tài)解析，調(diào)用時解析
  • 生效規(guī)則：如果派生類與基類中虛函數(shù)的函數(shù)名、參數(shù)列表、返回類型或者修飾符（比如const）不同，則虛函數(shù)機制失效，編譯時固定為靜態(tài)綁定。訪問指定符不同不影響虛函數(shù)生效
  • 模板函數(shù)不能為虛函數(shù)
  • 虛函數(shù)默認值為編譯時決定

• 純虛函數(shù)

  • 定義：基類虛函數(shù)只聲明，不實現(xiàn)，在類的聲明中加上“ = 0”(加在參數(shù)列表后)

• 抽象類

  • 定義：包含純虛函數(shù)的類稱為抽象類
  • 存在的意義：定義派生于它的其他類，不允許創(chuàng)建抽象類的實例
  • 抽象屬性可繼承：派生類如果未定義抽象基類的純虛函數(shù)，純虛函數(shù)會原封不動地繼承下來，則派生類也是一個抽象類

• 靜態(tài)類型轉(zhuǎn)換 static_cast

  • static_cast比較接近于C語言中的強制轉(zhuǎn)換，多用于不同的基本數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換
  • 在編譯期間轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換失敗的話會拋出一個編譯錯誤
  • 用法：static_cast(data)
    該運算符把data轉(zhuǎn)換為newType類型，但沒有運行時類型檢查來保證轉(zhuǎn)換的安全性
  • 將派生類指針轉(zhuǎn)換為基類指針是安全的；反之，將基類指針轉(zhuǎn)換為派生類指針是不安全的

• 動態(tài)強制轉(zhuǎn)換 dynamic_cast

  • 用法：dynamic_cast(data)

  • dynamic_cast 會在程序運行期間借助 RTTI 進行類型轉(zhuǎn)換，這就要求基類必須包含虛函數(shù)

  • newType 和 data 必須同時是指針類型或者引用類型。換句話說，dynamic_cast 只能轉(zhuǎn)換指針類型和引用類型，其它類型（int、double、數(shù)組、類、結(jié)構(gòu)體等）都不行。

    對于指針，如果轉(zhuǎn)換失敗將返回 NULL；對于引用，如果轉(zhuǎn)換失敗將拋出std::bad_cast異常。

• 虛析構(gòu)函數(shù)

  • 如果基類包含虛函數(shù)，則基類的析構(gòu)函數(shù)應聲明為virtual
  • 析構(gòu)函數(shù)聲明中增加virtual關(guān)鍵字，告知編譯器，通過指針或引用調(diào)用的析構(gòu)函數(shù)是動態(tài)綁定的，運行時動態(tài)選擇

• 運行器件標識類型

  • typeid 的操作對象既可以是表達式，也可以是數(shù)據(jù)類型
  • 用法：
    • typeid( dataType )
    • typeid( expression )
  • typeid 會把獲取到的類型信息保存到一個 type_info 類型的對象里面，并返回該對象的常引用

• 類成員指針

  • 數(shù)據(jù)成員指針：
    • 不是類對象的數(shù)據(jù)成員指針，而是類成員的指針。它只是在和Box類型對象一起使用時，才指向內(nèi)存中的某個位置
    • 在類包含相同類型的幾個數(shù)據(jù)成員時，就可使用數(shù)據(jù)成員指針
  • 成員指針選擇運算符：
    • 直接指針選擇運算符：“.*” = 直接成員選擇運算符“.” + 解除引用運算符"*"
    • 間接指針選擇運算符：“->*” = 間接成員選擇運算符"->" + 解除引用運算符“*”
  • 成員函數(shù)指針：
    • 與函數(shù)指針類似。
    • 注意調(diào)用運算符“()”的優(yōu)先級高于選擇運算符"->"，所以必須在調(diào)用前給函數(shù)加上括號
    • 為類class_type的函數(shù)聲明一個指針寫法：return_type (class_type::*pointer_name) (parameter_type_list);
    • 聲明函數(shù)指針同名詞：typedef return_type(class_type::*ptr_typename)(parameter_type_list)
  • 成員函數(shù)的參數(shù)可以是成員的指針

9. 輸入輸出操作

• 流：程序中輸入或輸出設(shè)備（數(shù)據(jù)的來源或目的地）的抽象表示。流是外部設(shè)備與計算機內(nèi)存之間流動的一系列字節(jié)
• 數(shù)據(jù)傳輸模式：文本模式、二進制模式
• 流的讀寫操作：提取和插入運算符讀寫各種類型的數(shù)據(jù)、讀寫字符

10. 標準模板庫 STL

• 三類工具：容器、迭代器、算法
• 序列容器：
  • vector
    • 適合尾部增刪，類似數(shù)組
    • size()
    • capacity()
  • deque
    • 適合頭尾增刪，double-ended queue
    • size()
    • 無capacity函數(shù)，容器大小始終等于其容量
  • list
    • 適合中間增刪，類似鏈表
    • pPrev
    • pNext
• 關(guān)聯(lián)容器：
  • map
  • multimap
  • set
  • multiset
    • map\set鍵值唯一
    • multimap\multiset鍵值可重復
• 迭代器
  • 迭代器是一種智能指針
  • 從容器中獲得的迭代器特性取決于容器類型
• 算法
  • 算法是STL中大的工具集合
  • 算法有三大類：
    • 不修改序列的操作
    • 修改序列的操作
    • 排序、合并和相關(guān)操作

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