C++学习笔记之高级语法

Posted 2021-05-20 time-flies的博客

面向对象——类、对象的属性、运算符重载、拷贝构造函数、IO缓存、头文件的重复包含问题、深拷贝与浅拷贝、面向对象三大特性

目录

• 高级语法
  • 面向对象——类
  • 对象的属性
  • 运算符重载
  • 拷贝构造函数
  • IO缓存
  • 头文件的重复包含问题
  • 深拷贝与浅拷贝
  • 面向对象三大特性

高级语法

面向对象——类

C++使用struct、class来定义一个类：

• struct 的默认成员权限是public；
• class 的默认成员权限是private；
• 除此之外，二者基本无差别。

struct 更适合看成是一个数据结构的实现体，class 更适合看成是一个对象的实现体。

对象的属性

C++没有类似于C#的属性，需要自己实现Get、Set方法，代码如下：

class Test
{
public:
    Test(){}
    Test(int _m):_cm(_m){}

    int GetCm() const { return _cm; }
    void SetCm(int c)  { _cm=c;   }
 
private:
    int _cm;
};

注：Get函数需要用const修饰为常函数，参考C++ 类class const修饰成员函数。

运算符重载

运算符重载函数既可以声明为类的成员函数，也可以声明为所有类之外的全局函数，参考 C++学习27 用全局函数重载运算符 ：

• 将运算符重载函数声明为类的成员函数时，二元运算符的参数只有一个，一元运算符不需要参数。之所以少一个参数，是因为这个参数是隐含的。
• 将运算符重载函数声明为全局函数时，二元操作符就需要两个参数，一元操作符需要一个参数，而且其中必须有一个参数是对象，好让编译器区分这是程序员自定义的运算符，防止程序员修改用于内置类型的运算符的性质。

复合赋值操作符是指 += ， *= ， -= 这一类由基本算数运算符（ + 、 - 、 * 、 / )或位运算符(| 、 & 、~等）加 = 号构成的运算符。它们把左右操作数进行相应运算后的结果赋值给左操作符， 复合赋值操作符的返回值，默认是左值。比如a += b；中的a。

在进行复合赋值操作符重载定义的时候，需要注意，其返回值，应该为（ * this）<类成员>或者第一个也就是左操作数<非成员函数>，参考 C++运算符重载 ：

//类成员函数方法实现运算符重载
className & className::operator +=(className & right)
{
    return (*this) = (*this) + right;
}

//全局函数方法实现运算符重载
className& operator +=(className& left, className& right)
{
    return left = left + right;
}

常用的运算符重载（类成员函数）定义如下：

// 运算符重载
className operator+(const className &c) const;
className& operator+=(const className &c);
className operator-(const className &c) const;
className& operator-=(const className &c);
className operator*(const className &c) const;
className& operator*=(const className &c);
className operator/(const className &c) const;
className& operator/=(const className &c);

bool operator==(const className &c) const;
bool operator!=(const className &c) const;
bool operator>(const className &c)  const;
bool operator>=(const className &c) const;
bool operator<(const className &c) const;
bool operator<=(const className &c) const;

// 前置和后置++
className& operator++();   //前置++
className operator++(int); //后置++
className& operator--();   //前置--
className operator--(int); //后置--

//IO重载，全局函数
friend ostream& operator<<(ostream& os, const className &x);
friend istream& operator>>(istream& is, className &x);

拷贝构造函数

拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，它在创建对象时，是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象，参考 C++ 拷贝构造函数 。

拷贝构造函数通常用于：

• 通过使用另一个同类型的对象来初始化新创建的对象。
• 复制对象把它作为参数传递给函数。
• 复制对象，并从函数返回这个对象。

拷贝构造函数的最常见形式如下：

classname (const classname &obj) {   // 构造函数的主体 }

IO缓存

C++ IO标准库 文件操作

cin.ignore(numeric_limits<std::streamsize>::max(), \'\\n\');  // 清空缓存区脏数据

头文件的重复包含问题

方案1：使用宏来防止同一个文件被多次包含：

#ifndef _SOMEFILE_H
#define _SOMEFILE_H
//头文件内容
#endif

优点：可移植性好；
缺点：无法防止宏名重复，难以排错；

方案2：使用编译器来防止同一个文件被多次包含：

#pragma once
//头文件内容

优点：可以防止宏名重复，易排错；
缺点：可移植性不好；

总结：只考虑Windows系统可以用方案2，否则用方案1。

深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：只拷贝指针地址，C++默认拷贝构造函数与赋值运算符重载都是浅拷贝；节省空间，但容易引发多次释。

深拷贝：重新分配堆内存，拷贝指针指向内容；浪费空间，但不会导致多次释放。

兼有二者的优点：

• 方案一：引用计数；
• 方案二：C++新标准的移动语义：

// 移动赋值运算符
String& String::operator=(String&& rhs)noexcept
{
	if(this != &rhs)
	{
		delete[] m_data;
		m_data = rhs.m_data;
		rhs.m_data = NULL;
	}
	return *this;
}

// 移动构造函数
String::String(String&& other)
{
	if (other.m_data != NULL)
	{
		// 资源让渡
		m_data = other.m_data;
		other.m_data = NULL;
	}
}

//使用
String s1("Hello");   
String s2A(std::move(s1));              // 移动构造函数
String s3A;                                      // 无参构造函数
s3A = std::move(s2A);                    // 移动赋值运算符

面向对象三大特性

封装性：数据和代码捆绑在一起，避免外界干扰和不确定性访问，封装可以使得代码模块化；
继承性：让某种类型对象获得另一个类型对象的属性和方法，继承可以扩展已存在的代码；
多态性：同一事物表现出不同事物的能力，即向不同对象会产生不同的行为，多态的目的则是为了接口重用；