类和对象详解

class为定义类的关键字，Stack为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。类体中内容称为类的成员：类中的变量称为类的属性或成员变量；类中的函数称为类的方法或者成员函数~为了区分成员变量，一般习惯上成员变量会加一个特殊标识，如成员变量前面或者后面加_或者m开头，注意C++中这个并不是强制的，只是一些惯例。

涤生z

833人浏览 · 2025-08-28 18:33:14

涤生z · 2025-08-28 18:33:14 发布

1.类的定义

1.1 类定义格式

~class为定义类的关键字，Stack为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。类体中内容称为类的成员：类中的变量称为类的属性或成员变量；类中的函数称为类的方法或者成员函数

~为了区分成员变量，一般习惯上成员变量会加一个特殊标识，如成员变量前面或者后面加_或者m开头，注意C++中这个并不是强制的，只是一些惯例

~C++中struct也可以定义类，C++兼容C中struct的用法，同时struct升级成了类，明显的变化是struct中可以定义函数，一般情况下我们还是推荐用class定义类

~定义在类里面的成员函数默认为inline

class Stack
{
public:
	// 成员函数
	void Init(int n = 4)
	{
		array = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
		if (nullptr == array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		capacity = n;
		top = 0;
	}

	void Push(int x)
	{
		// ...扩容
		array[top++] = x;
	}

	int Top()
	{
		assert(top > 0);
		return array[top - 1];
	}

	void Destroy()
	{
		free(array);
		array = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
private:
	void CheckCapacity()
	{
		//...
	}

	// 成员变量
	int* array;
	size_t capacity;
	size_t top;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Init(2024, 11, 11);

	Stack st1;
	st1.Init(10);
	st1.Push(1);
	st1.Push(2);
	st1.Push(3);

	//int top = st1._array[st1._top - 1];
	int top = st1.Top();

	st1.Destroy();

	return 0;
}

class Date
{
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//为了区分成员变量，一般习惯上会给成员变量加一个特殊标识，如_开头
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
//C++兼容C中struct的用法
typedef struct ListNodeC
{
	struct ListNodeC* next;
	int val;
}LTNode;
//不再需要typedef，ListNodeCPP就可以代表类型
struct ListNodeCPP
{
	void Init(int x)
	{
		next = nullptr;
		val = x;
	}

	ListNodeCPP* next;
	int val;
};
int main()
{
	LTNode node1;
	struct ListNodeC node2;
	ListNodeCPP node3;
	return 0;
}


struct Date
class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

1.2 访问限定符

~C++使用一种实现封装的方式，用类将对象的属性和方法结合在一块，让对象更加完善，通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用

~public修饰的成员在类外可以直接被访问；protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问，protected和private是一样的，以后继承章节才能体现出他们的区别

~访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止，如果后面没有访问限定符，作用域就到}即类结束

~class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为private，struct默认为public

~一般成员变量都会被限制为private/protected，需要给别人使用的成员函数会放为public

1.3 类域

~类定义了一个新的作用域，类的所有成员都在类的作用域中，在类体外定义成员时，需要使用::作用域操作符指明成员属于哪个类域

~类域影响的是编译的查找规则，下面的程序中Init如果不指定类域Stack，那么比那一起就把Init当成全局函数，那么编译时，找不到array等成员的声明/定义在哪里，就会报错。指定类域Stack，就知道Init是成员函数，当前域找不到的array等成员时，就会到类域中去查找

#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{ 
    public:
    // 成员函数
    void Init(int n = 4);

    private:
    // 成员变量
    int* array;
    size_t capacity;
    size_t top;
};

// 声明和定义分离，需要指定类域
void Stack::Init(int n)
{
    array = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
    if (nullptr == array)
    {
        perror("malloc申请空间失败");
        return;
    } 
    capacity = n;
    top = 0;
}

int main()
{
    Stack st;
    st.Init();
    return 0;
}

2.实例化

2.1 实例化概念

~用类类型在物理内存中创建对象的过程，称为类实例化出对象

~类是对象进行一种抽象描述，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员变量，这些成员变量只是声明，没有分配空间，用类实例化出对象时，才会分配空间

~一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象占用实际的物理空间，存储类成员变量。打个比方：类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，设计图规划了有多少个房间，房间大小功能等，但是并没有实体的建筑存在，也不能住人，用设计图修建出房子，房子才能住人。同样类就像是设计图一样，不能存储数据，实例化出的对象分配物理内存存储数据

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{ 
    public:
    void Init(int year, int month, int day)
    {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    } 

    void Print()
    {
        cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
    }

    private:
    // 这⾥只是声明，没有开空间
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    // Date类实例化出对象d1和d2
    Date d1;
    Date d2;
    d1.Init(2024, 3, 31);
    d1.Print();
    d2.Init(2024, 7, 5);
    d2.Print();
    return 0;
}

2.2 对象大小

类实例化出的每个对象，都有独立的数据空间，所以对象中肯定包含成员变量，那么成员函数是否包含呢？

首先函数被编译后是一段指令，对象中没办法存储，这些指令存储在一个单独的区域（代码段），那么对象中非要存储的话，只能是成员函数的指针。再分析一下，对象中是否有存储指针的必要呢，Date实例化d1和d2两个对象，d1和d2都有各自独立的成员变量_year/_month/_day存储各自的数据，但是d1和d2的成员函数Init/Print指针却是一样的，存储在对象中就浪费了

如果用Date实例化100个对象，那么成员函数指针就重复存储100次，太浪费了。这里需要再额外说明一下，其实函数指针是不需要存储的，函数指针是一个地址，调用函数被编译成汇编指令[call地址]，其实编译器在编译链接时，就要找到函数的地址，不是在运行时找，只有动态多态是在运行时找，就需要存储函数地址，以后会再次说明

上面分析了对象中只存储成员变量，C++规定实例化的对象也要符合内存对齐规则

内存对齐规则：

~第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处

~其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处

~注意：对齐数=编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值

~VS中默认的对齐数为8

~结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍

~如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍

#include<iostream>
using namespace std;

// 计算⼀下A/B/C实例化的对象是多⼤？
class A
{ 
    public:
    void Print()
    {
        cout << _ch << endl;
    }
    private:
    char _ch;
    int _i;
};

class B
{
    public:
    void Print()
    {
        //...
    }
};

class C
{

};

int main()
{
    A a;
    B b;
    C c;
    cout << sizeof(a) << endl;
    cout << sizeof(b) << endl;
    cout << sizeof(c) << endl;
    return 0;
}

上面的程序运行后，我们看到没有成员变量的B和C类对象的大小是1，为什么没有成员变量还要给一个字节呢？因为如果一个字节都不给，怎么表示对象存在过呢？所以这里要给一个字节，纯粹是为了占位标识对象存在

3.this指针

~Date类中有Init和Print两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当d1调用Init和Print函数时，该函数是如何知道该访问的是d1对象还是d2对象呢？C++给了一个隐含的this指针解决这里的问题

~编译器编译后，类的成员函数默认都会在形参第一个位置，增加一个当前类类型的指针，叫做this指针。比如Date类的Init的真实原型为：void Init(Date*const this,int year,int month,int day)

~类的成员函数中访问成员变量，本质都是通过this指针访问的，如Init函数中给_year赋值，this->_year=year

~C++规定不能再实参和形参的位置显示的写this指针（编译时编译器会处理），但是可以在函数体内显示使用this指针

class Date
{
public:
	//void Init(Date*const this,int year,int month,int day)
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		this->_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}

	//void Print(Date*const this)
	void Print()
	{
		cout << this->_year << '/' << this->_month << "/" << this->_day << endl;
	}


private:
	//这里只是声明，没有开空间
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	Date d2;
	d1.Init(2024, 3, 31);
	d1.Init(2024, 7, 5);

	d1.Print();

	return 0;
}

练习：

1.下面程序编译运行结果是（）

A.编译报错 B.运行崩溃 C.正常运行

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{ 
public:
    void Print()
    {
        cout << "A::Print()" << endl;
    }

private:
    int _a;
};

int main()
{
    A* p = nullptr;
    p->Print();
    return 0;
}

2.下面程序编译运行结果是（）

A.编译报错 B.运行崩溃 C.正常运行

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{ 
public:
    void Print()
    {
        cout << "A::Print()" << endl;
        cout << _a << endl;
    }

private:
    int _a;
};

int main()
{
    A* p = nullptr;
    p->Print();
    return 0;
}

3.this指针存在内存哪个区域（）

A.栈 B.静态区 C.常量区 E.对象里面

4.C++和C语言实现Stack对比

面向对象三大特性：封装、继承、多态，下面的对比可以初步了解一下封装

通过下面两份代码对比，发现C++实现Stack形态上还是发生了挺多的变化，但是底层逻辑上没有什么变化

~C++中数据和函数都放到了类里面，通过访问限定符进行了限制，不能再随意通过对象直接修改数据，这是C++封装的一种体现，这个是最重要的变化。这里的封装的本质是一种更严格规范的管理，避免出现乱访问修改的问题。当然封装不仅仅是这样的，后续还会深入了解

~C++中有一些相对方便你的语法，比如Init给的缺省参数会方便很多，成员函数每次不需要传对象地址，因为this指针隐含的传递了，方便了许多，使用类型不再需要typedef用类名就很方便

~在C++入门阶段实现的Stack看起来变了很多，但是实质上变化不大。后面用STL中的适配器实现的Stack，更能感受到C++的特点

C实现Stack代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>

typedef int STDataType;

typedef struct Stack
{
    STDataType* a;
    int top;
    int capacity;
}ST;

void STInit(ST* ps)
{
    assert(ps);
    ps->a = NULL;
    ps->top = 0;
    ps->capacity = 0;
} 

void STDestroy(ST* ps)
{
    assert(ps);
    free(ps->a);
    ps->a = NULL;
    ps->top = ps->capacity = 0;
} 

void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
    assert(ps);
    // 满了， 扩容
    if (ps->top == ps->capacity)
    {
        int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
        STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity *sizeof(STDataType));
        if (tmp == NULL)
        {
            perror("realloc fail");
            return;
        } 
        ps->a = tmp;
        ps->capacity = newcapacity;
    } 
    ps->a[ps->top] = x;
    ps->top++;
} 

bool STEmpty(ST* ps)
{
    assert(ps);
    return ps->top == 0;
}

void STPop(ST* ps)
{
    assert(ps);
    assert(!STEmpty(ps));
    ps->top--;
}

STDataType STTop(ST* ps)
{
    assert(ps);
    assert(!STEmpty(ps));
    return ps->a[ps->top - 1];
}

int STSize(ST* ps)
{
    assert(ps);
    return ps->top;
}

int main()
{
    ST s;
    STInit(&s);

    STPush(&s, 1);
    STPush(&s, 2);
    STPush(&s, 3);
    STPush(&s, 4);
    while (!STEmpty(&s))
    {
        printf("%d\n", STTop(&s));
        STPop(&s);
    }

    STDestroy(&s);
    return 0;
}

C++实现Stack代码

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int STDataType;

class Stack
{
public:
    // 成员函数
    void Init(int n = 4)
    {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a)
        {
            perror("malloc申请空间失败");
            return;
        }
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }

    void Push(STDataType x)
    {
        if(_top == _capacity)
        {
            int newcapacity = _capacity * 2;
            STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *sizeof(STDataType));
            if (tmp == NULL)
            {
                perror("realloc fail");
                return;
            }

            _a = tmp;
            _capacity = newcapacity;
        }

        _a[_top++] = x;
    }

    void Pop()
    {
        assert(_top > 0);
        --_top;
    }
    bool Empty()
    {
        return _top == 0;
    }

    int Top()
    {
        assert(_top > 0);
        return _a[_top - 1];
    }

    void Destroy()
    {
        free(_a);
        _a = nullptr;
        _top = _capacity = 0;
    }

private:
    // 成员变量
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

int main()
{
    Stack s;
    s.Init();
    s.Push(1);
    s.Push(2);
    s.Push(3);
    s.Push(4);

    while (!s.Empty())
    {
        printf("%d\n", s.Top());
        s.Pop();
    }

    s.Destroy();

    return 0;
}

5.类的默认成员函数

默认成员函数就是用户没有显式实现，编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数。一个类，我们不写的情况下编译器会默认生成以下6个默认成员函数，需要注意的是这6个中最重要的是前四个，最后两个取地址重载不重要，稍微了解即可

其次就是C++11以后还会增加两个默认成员函数，移动构造和移动赋值。默认成员函数很重要，要从两个方面去学习：

~第一：不写的时候，编译器默认生成的函数行为是什么，是否满足需求

~第二：编译器默认生成的函数不满足需求，需要自己实现，又该如何实现

6.构造函数

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象（我们常使用的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了），而是对象实例化时初始化对象。构造函数的本质是要替代我们以前Stack和Date类中写的Init函数的功能，构造函数自动调用的特点就完美的替代了Init

构造函数的特点：
1.函数名与类名相同

2.无返回值（返回值啥都不需要给，也不需要写void）

3.对象实例化时系统会自动调用对应的构造函数

4.构造函数可以重载

5.如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成

6.无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认生成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有一个存在，不能同时存在。无参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义。很多时候会认为默认构造函数是编译器默认生成的那个叫默认构造，实际上无参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造函数，总结一下就是不传实参就可以调用的构造函数就叫默认构造

7.我们不写，编译器默认生成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是否初始化是不确定的，看编译器。对于自定义类型成员变量，要求调用这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要用初始化列表才能解决

说明：C++把类型分为内置类型（基本类型）和自定义类型。内置类型就是语言提供的原生数据类型，如：int/char/double/指针等，自定义类型就是我们使用class/struct等关键字自己定义的

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    // 1.⽆参构造函数
    Date()
    {
        _year = 1;
        _month = 1;
        _day = 1;
    }

    // 2.带参构造函数
    Date(int year, int month, int day)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    // 3.全缺省构造函数
    /*Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }*/

    void Print()
    {
        cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    // 如果留下三个构造中的第⼆个带参构造，第⼀个和第三个注释掉
    // 编译报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可⽤
    Date d1; // 调⽤默认构造函数
    Date d2(2025, 1, 1); // 调⽤带参的构造函数

    // 注意：如果通过⽆参构造函数创建对象时，对象后⾯不⽤跟括号，否则编译器⽆法
    // 区分这⾥是函数声明还是实例化对象
    // warning C4930: “Date d3(void)”: 未调⽤原型函数(是否是有意⽤变量定义的?)
    Date d3();

    d1.Print();
    d2.Print();

    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int STDataType;

class Stack
{ 
public:
    Stack(int n = 4)
    {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a)
        {
            perror("malloc申请空间失败");
            return;
        }
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }
    // ...

private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
    //编译器默认⽣成MyQueue的构造函数调⽤了Stack的构造，完成了两个成员的初始化

private:
    Stack pushst;
    Stack popst;
};

int main()
{
    MyQueue mq;
    return 0;
}

7.初始化列表

~之前我们实现构造函数时，初始化成员变量主要使用函数体内赋值，构造函数初始化还有一种方式，就是初始化列表，初始化列表的使用方式是以一个冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表，每个“成员变量”后面跟一个放在括号中的初始值或表达式

~每个成员变量在初始化列表中只能出现一次，语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义初始化的地方

~引用成员变量，const成员变量，没有默认构造的类类型变量，必须放在初始化列表位置进行初始化，否则会编译报错

~尽量使用初始化列表初始化，因为那些不在初始化列表初始化的成员也会走初始化列表，如果这个成员在声明位置给了缺省值，初始化列表会用这个缺省值初始化。如果没有给缺省值，对于没有显式在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++并没有规定。对于没有显式在初始化类别初始化的自定义类型成员会调用这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构造会编译错误

~初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进行初始化，跟成员在初始化列表出现的先后顺序无关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持一致

初始化列表总结：

无论是否显式写初始化列表，每个构造函数都有初始化列表

无论是否在初始化列表显式初始化成员变量，每个成员都要走初始化列表初始化

#include<iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
    Time(int hour)
        :_hour(hour)
    {
        cout << "Time()" << endl;
    }

private:
    int _hour;
};

class Date
{
public:
    Date(int& x, int year = 1, int month = 1, int day = 1)
        :_year(year)
        ,_month(month)
        ,_day(day)
        ,_t(12)
        ,_ref(x)
        ,_n(1)
    {
        // error C2512: “Time”: 没有合适的默认构造函数可⽤
        // error C2530 : “Date::_ref” : 必须初始化引⽤
        // error C2789 : “Date::_n” : 必须初始化常量限定类型的对象
    }

    void Print() const
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;

    Time _t; // 没有默认构造
    int& _ref; // 引⽤
    const int _n; // const
};

int main()
{
    int i = 0;
    Date d1(i);
    d1.Print();

    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

class Time
{
public:
    Time(int hour)
        :_hour(hour)
    {
        cout << "Time()" << endl;
    }

private:
    int _hour;
};

class Date
{
public:
    Date()
        :_month(2)
    {
        cout << "Date()" << endl;
    }

    void Print() const
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

private:
    // 注意这⾥不是初始化，这⾥给的是缺省值，这个缺省值是给初始化列表的
    // 如果初始化列表没有显⽰初始化，默认就会⽤这个缺省值初始化
    int _year = 1;
    int _month = 1;
    int _day;

    Time _t = 1;
    const int _n = 1;
    int* _ptr = (int*)malloc(12);
};

int main()
{
    Date d1;
    d1.Print();

    return 0;
}

下面程序的运行结果是什么（）

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    A(int a)
        :_a1(a)
        , _a2(_a1)
    {}

    void Print()
    {
        cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
    }

private:
    int _a2 = 2;
    int _a1 = 2;
};

int main()
{
    A aa(1);
    aa.Print();
}

A.输出1 1

B.输出2 2

C.编译报错

D.输出1 随机值

E.输出1 2

F.输出2 1

8.析构函数

析构函数与构造函数功能相反，析构函数并不是完成对象本身的销毁，比如局部对象是存在栈帧的，函数结束栈帧销毁，他就释放了，不需要处理，C++规定对象在销毁时自动调用析构函数，完成对象中资源的清理释放工作。析构函数的功能类比我们之前Stack实现的Destroy功能，而像Date没有Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的

析构函数的特点：

1.析构函数名是在类名前加上字符~

2.无参数无返回值（这里跟构造类似，也不需要加void）

3.一个类只能有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的构造函数

4.对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数

5.跟构造函数类似，我们不写编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定义类型成员会调用他的析构函数

6.还需要注意的是我们显式写析构函数，对于自定义类型成员也会调用他的析构，也就是说自定义类型成员无论什么情况都会自动调用析构函数

7.如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认构造函数，如Date；如果默认生成的构造就可以用，也就不需要显式写析构，如MyQueue；但是有资源申请时，一定要自己写析构，否则会造成资源泄露，如Stack

8.一个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int STDataType;

class Stack
{
public:
    Stack(int n = 4)
    {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a)
        {
            perror("malloc申请空间失败");
            return;
        }

        _capacity = n;
        _top = 0;
    }

    ~Stack()
    {
        cout << "~Stack()" << endl;

        free(_a);
        _a = nullptr;
        _top = _capacity = 0;
    }

private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{ 
public:
    //编译器默认⽣成MyQueue的析构函数调⽤了Stack的析构，释放的Stack内部的资源
    // 显⽰写析构，也会⾃动调⽤Stack的析构
    /*~MyQueue()
    {}*/

private:
    Stack pushst;
    Stack popst;
};

int main()
{
    Stack st;
    MyQueue mq;
    return 0;
}

对比一下用C++和C实现的Stack解决之前括号匹配问题isValid，我们发现有了构造函数和析构函数确实方便了很多，不会再忘记调用Init和Destory函数了，也方便了不少

#include<iostream>
using namespace std;

// ⽤最新加了构造和析构的C++版本Stack实现
bool isValid(const char* s)
{
    Stack st;

    while (*s)
    {
        if (*s == '[' || *s == '(' || *s == '{')
        {
            st.Push(*s);
        }
        else
        {
            // 右括号⽐左括号多，数量匹配问题
            if (st.Empty())
            {
                return false;
            }

            // 栈⾥⾯取左括号
            char top = st.Top();
            st.Pop();

            // 顺序不匹配
            if ((*s == ']' && top != '[')
                || (*s == '}' && top != '{')
                || (*s == ')' && top != '('))
            {
                return false;
            }
        }

        ++s;
    }

    // 栈为空，返回真，说明数量都匹配 左括号多，右括号少匹配问题
    return st.Empty();
}

// ⽤之前C版本Stack实现
bool isValid(const char* s)
{
    ST st;
    STInit(&st);
    while (*s)
    {
        // 左括号⼊栈
        if (*s == '(' || *s == '[' || *s == '{')
        {
            STPush(&st, *s);
        }
        else // 右括号取栈顶左括号尝试匹配
        {
            if (STEmpty(&st))
            {
                STDestroy(&st);
                return false;
            }

            char top = STTop(&st);
            STPop(&st);

            // 不匹配
            if ((top == '(' && *s != ')')
                || (top == '{' && *s != '}')
                || (top == '[' && *s != ']'))
            {
                STDestroy(&st);
                return false;
            }
        }

        ++s;

    }

    // 栈不为空，说明左括号⽐右括号多，数量不匹配
    bool ret = STEmpty(&st);
    STDestroy(&st);

    return ret;
}

int main()
{
    cout << isValid("[()][]") << endl;
    cout << isValid("[(])[]") << endl;

    return 0;
}

9.拷贝构造函数

如果一个构造函数的第一个参数是自身类类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造是一个特殊的构造函数

拷贝构造的特点：
1.拷贝构造函数是构造函数的一个重载

2.拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发无穷递归调用。拷贝构造函数也可以多个参数，但是第一个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值

3.C++规定自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成

4.若未显式定义拷贝构造，编译器会自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝（一个字节一个字节的拷贝），对自定义类型成员变量会调用它的拷贝构造

5.像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显式实现拷贝构造。像Stack这样的类，虽然也都在内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的拷贝构造完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝（对指向的资源也进行拷贝）。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型Stack成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用Stack的拷贝构造，也不需要我们显式实现MyQueue的拷贝构造。这里还有一个小技巧，如果一个类显式实现了析构并释放资源，那么他就需要显式写拷贝构造，否则就不需要

6.传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名（引用），没有产生拷贝。但是如果返回对象是一个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使用引用返回是有问题的，这时的引用相当于一个野引用，类似一个野指针一样。传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能用引用返回

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    // 编译报错：error C2652: “Date”: ⾮法的复制构造函数: 第⼀个参数不应是“Date”
    //Date(Date d)
    Date(const Date& d)
    {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }

    Date(Date* d)
    {
        _year = d->_year;
        _month = d->_month;
        _day = d->_day;
    }
    void Print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

void Func1(Date d)
{
    cout << &d << endl;
    d.Print();
}

// Date Func2()
Date& Func2()
{
    Date tmp(2024, 7, 5);
    tmp.Print();
    return tmp;
}

int main()
{
    Date d1(2024, 7, 5);
    // C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，所以这⾥传值传参要调⽤拷⻉构造
    // 所以这⾥的d1传值传参给d要调⽤拷⻉构造完成拷⻉，传引⽤传参可以较少这⾥的拷⻉
    Func1(d1);

    cout << &d1 << endl;
    // 这⾥可以完成拷⻉，但是不是拷⻉构造，只是⼀个普通的构造
    Date d2(&d1);
    d1.Print();
    d2.Print();

    //这样写才是拷⻉构造，通过同类型的对象初始化构造，⽽不是指针
    Date d3(d1);
    d2.Print();

    // 也可以这样写，这⾥也是拷⻉构造
    Date d4 = d1;
    d2.Print();

    // Func2返回了⼀个局部对象tmp的引⽤作为返回值
    // Func2函数结束，tmp对象就销毁了，相当于了⼀个野引⽤
    Date ret = Func2();
    ret.Print();

    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int STDataType;

class Stack
{
public:
    Stack(int n = 4)
    {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a)
        {
            perror("malloc申请空间失败");
            return;
        }

        _capacity = n;
        _top = 0;
    }

    Stack(const Stack& st)
    {
        // 需要对_a指向资源创建同样⼤的资源再拷⻉值
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
        if (nullptr == _a)
        {
            perror("malloc申请空间失败!!!");
            return;
        }

        memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);

        _top = st._top;
        _capacity = st._capacity;

    }

    void Push(STDataType x)
    {
        if (_top == _capacity)
        {
            int newcapacity = _capacity * 2;
            STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity 
                               *sizeof(STDataType));
            if (tmp == NULL)
            {
                perror("realloc fail");
                return;
            }

            _a = tmp;
            _capacity = newcapacity;
        }

        _a[_top++] = x;
    }

    ~Stack()
    {
        cout << "~Stack()" << endl;
        free(_a);
        _a = nullptr;
        _top = _capacity = 0;
    }

private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top
};

// 两个Stack实现队列
class MyQueue
{
public:
private:
    Stack pushst;
    Stack popst;
};

int main()
{
    Stack st1;
    st1.Push(1);
    st1.Push(2);
    // Stack不显⽰实现拷⻉构造，⽤⾃动⽣成的拷⻉构造完成浅拷⻉
    // 会导致st1和st2⾥⾯的_a指针指向同⼀块资源，析构时会析构两次，程序崩溃
    Stack st2 = st1;

    MyQueue mq1;
    // MyQueue⾃动⽣成的拷⻉构造，会⾃动调⽤Stack拷⻉构造完成pushst/popst
    // 的拷⻉，只要Stack拷⻉构造⾃⼰实现了深拷⻉，他就没问题
    MyQueue mq2 = mq1;

    return 0;
}

10.赋值运算符重载

10.1 运算符重载

~当运算符被用于类类型的对象时，C++语言允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规定类类型对象使用运算符时，必须转换成调用对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错

~运算符重载是具有特殊特殊名字的函数，他的名字是由operator和后面定义的运算符共同构成。和其他函数一样，他也具有其返回类型和参数列表以及函数体

~重载运算符函数的参数个数和该运算符作用的运算对象数量一样多。一元运算符有一个参数，二元运算符有两个参数，二元运算符的左侧运算对象传给第一个参数，右侧运算符传给第二个参数

~如果一个重载运算符函数是成员函数，则它的第一个运算对象默认传给隐式的this指针，因此运算符重载作为成员函数时，参数比运算对象少一个

~运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持一致

~不i能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：比如operator@

~.* :: sizeof ?: .注意以上5个运算符不能重载

~重载操作符至少有一个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义，如：int operator+(int x,int y)

~一个类需要重载哪些运算符，是看哪些运算符重载后有意义，比如Date类重载operator-就有意义，但是重载operator+就没有意义

~重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，无法很好的区分。C++规定，后置++重载时，增加一个int形参，跟前置++构成函数重载，方便区分

~重载<<和>>时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this指针默认抢占了第一个形参位置，第一个形参位置是做左侧运算对象，调用时就变成了对象<<cout，不符合使用习惯和可读性。重载为全局函数把ostream/istream放到第一个形参位置就可以了，第二个形参位置当类类型对象

#include<iostream>
using namespace std;

// 编译报错：“operator +”必须⾄少有⼀个类类型的形参
int operator+(int x, int y)
{
    return x - y;
}

class A
{
public:
    void func()
    {
        cout << "A::func()" << endl;
    }
};

typedef void(A::*PF)(); //成员函数指针类型

int main()
{
    // C++规定成员函数要加&才能取到函数指针
    PF pf = &A::func;

    A obj;//定义ob类对象temp

    // 对象调⽤成员函数指针时，使⽤.*运算符
    (obj.*pf)();
return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    void Print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

//private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

// 重载为全局的⾯临对象访问私有成员变量的问题
// 有⼏种⽅法可以解决：
// 1、成员放公有
// 2、Date提供getxxx函数
// 3、友元函数
// 4、重载为成员函数
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{
    return d1._year == d2._year
            && d1._month == d2._month
            && d1._day == d2._day;
}

int main()
{
    Date d1(2024, 7, 5);
    Date d2(2024, 7, 6);

    // 运算符重载函数可以显⽰调⽤
    operator==(d1, d2);

    // 编译器会转换成 operator==(d1, d2);
    d1 == d2;

    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    void Print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

    bool operator==(const Date& d)
    {
        return _year == d._year
                && _month == d._month
                && _day == d._day;
    }

    Date& operator++()
    {
        cout << "前置++" << endl;
        //...
        return *this;
    }

    Date operator++(int)
    {
        Date tmp;
        cout << "后置++" << endl;
        //...
        return tmp;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1(2024, 7, 5);
    Date d2(2024, 7, 6);

    // 运算符重载函数可以显⽰调⽤
    d1.operator==(d2);

    // 编译器会转换成 d1.operator==(d2);
    d1 == d2;

    // 编译器会转换成 d1.operator++();
    ++d1;

    // 编译器会转换成 d1.operator++(0);
    d1++;

    return 0;
}

10.2 赋值运算符重载

赋值运算符重载是一个默认成员函数，用于完成两个已经存在的对象直接的拷贝赋值，这里需要注意跟拷贝构造区分，拷贝构造用于一个对象拷贝初始化给另一个要创建的对象

赋值运算符重载的特点：

1.赋值运算符重载是一个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算符重载的参数建议写成const当前类类型引用，否则传值传参会有拷贝

2.有返回值，且建议写成当前类类型引用，引用返回可以提高效率，有返回值目的是为了支持连续赋值场景

3.没有显式实现时，编译器会自动生成一个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载行为跟默认拷贝构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝（一个字节一个字节的拷贝），对自定义类型成员变量会调用他的赋值重载函数

4.像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷贝，所以不需要我么们显式实现运算符重载。像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器自动生成的赋值运算符重载完成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝（对指向的资源也进行拷贝）。像MyQueue这样的类型内部主要是自定义类型Stack成员，编译器自动生成的赋值运算符重载会调用Stack的赋值运算符重载，也不需要我们显式实现MyQueue的赋值运算符重载。这里还有一个小技巧，如果一个类显式实现了析构并释放资源，那么他就需要显式写赋值运算符重载，否则就不需要

class Date
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    Date(const Date& d)
    {
        cout << " Date(const Date& d)" << endl;
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }

    // 传引⽤返回减少拷⻉
    // d1 = d2;
    Date& operator=(const Date& d)
    {
        // 不要检查⾃⼰给⾃⼰赋值的情况
        if (this != &d)
        {
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
        }

        // d1 = d2表达式的返回对象应该为d1，也就是*this
        return *this;
    }

    void Print()
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    Date d1(2024, 7, 5);
    Date d2(d1);

    Date d3(2024, 7, 6);
    d1 = d3;

    // 需要注意这⾥是拷⻉构造，不是赋值重载
    // 请牢牢记住赋值重载完成两个已经存在的对象直接的拷⻉赋值
    // ⽽拷⻉构造⽤于⼀个对象拷⻉初始化给另⼀个要创建的对象
    Date d4 = d1;

    return 0;
}

10.3 日期类实现

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;

#include<assert.h>

class Date
{
    // 友元函数声明
    friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);

public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
    void Print() const;

    // 直接定义类⾥⾯，他默认是inline
    // 频繁调⽤
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        assert(month > 0 && month < 13);
        static int monthDayArray[13] = { -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30,
31, 31, 30, 31, 30, 31 };

        // 365天 5h +
        if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year
% 400 == 0))
        {
            return 29;
        }
        else
        {
            return monthDayArray[month];
        }
    }

    bool CheckDate();

    bool operator<(const Date& d) const;
    bool operator<=(const Date& d) const;
    bool operator>(const Date& d) const;
    bool operator>=(const Date& d) const;
    bool operator==(const Date& d) const;
    bool operator!=(const Date& d) const;
    
    // d1 += 天数
    Date& operator+=(int day);
    Date operator+(int day) const;

    // d1 -= 天数
    Date& operator-=(int day);
    Date operator-(int day) const;

    // d1 - d2
    int operator-(const Date& d) const;

    // ++d1 -> d1.operator++()
    Date& operator++();

    // d1++ -> d1.operator++(0)
    // 为了区分，构成重载，给后置++，强⾏增加了⼀个int形参
    // 这⾥不需要写形参名，因为接收值是多少不重要，也不需要⽤
    // 这个参数仅仅是为了跟前置++构成重载区分
    Date operator++(int);
    Date& operator--();
    Date operator--(int);

    // 流插⼊
    // 不建议，因为Date* this占据了⼀个参数位置，使⽤d<<cout不符合习惯
    //void operator<<(ostream& out);

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

// 重载
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

// Date.cpp
#include"Date.h"

bool Date::CheckDate()
{
    if (_month < 1 || _month > 12
            || _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        return false;
    }
    else
    {
        return true;
    }
}

Date::Date(int year, int month, int day)
{
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;

    if (!CheckDate())
    {
        cout << "⽇期⾮法" << endl;
    }
}

void Date::Print() const
{
    cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}

// d1 < d2
bool Date::operator<(const Date& d) const
{
    if (_year < d._year)
    {
        return true;
    }
    else if (_year == d._year)
    {
        if (_month < d._month)
        {
            return true;
        }
        else if (_month == d._month)
        {
            return _day < d._day;
        }
    }

    return false;
}

// d1 <= d2
bool Date::operator<=(const Date& d) const
{
    return *this < d || *this == d;
}

bool Date::operator>(const Date& d) const
{
    return !(*this <= d);
}

bool Date::operator>=(const Date& d) const
{
    return !(*this < d);
}

bool Date::operator==(const Date& d) const
{
    return _year == d._year
    && _month == d._month
    && _day == d._day;
}

bool Date::operator!=(const Date& d) const
{
    return !(*this == d);
}

// d1 += 50
// d1 += -50
Date& Date::operator+=(int day)
{
    if (day < 0)
    {
        return *this -= -day;
    }

    _day += day;
    while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        _day -= GetMonthDay(_year, _month);
        ++_month;
        if (_month == 13)
        {
            ++_year;
            _month = 1;
        }
    }

    return *this;
}

Date Date::operator+(int day) const
{
    Date tmp = *this;
    tmp += day;
    return tmp;
}

// d1 -= 100
Date& Date::operator-=(int day)
{
    if (day < 0)
    {
        return *this += -day;
    }
    _day -= day;
    while (_day <= 0)
    {
        --_month;
        if (_month == 0)
        {
            _month = 12;
            _year--;
        }

        // 借上⼀个⽉的天数
        _day += GetMonthDay(_year, _month);
    }

    return *this;
}

Date Date::operator-(int day) const
{
    Date tmp = *this;
    tmp -= day;

    return tmp;
}

//++d1
Date& Date::operator++()
{
    *this += 1;

    return *this;
}

// d1++
Date Date::operator++(int)
{
    Date tmp(*this);
    *this += 1;

    return tmp;
}

Date& Date::operator--()
{
    *this -= 1;

    return *this;
}

Date Date::operator--(int)
{
    Date tmp = *this;
    *this -= 1;

    return tmp;
}

// d1 - d2
int Date::operator-(const Date& d) const
{
    Date max = *this;
    Date min = d;
    int flag = 1;
    if (*this < d)
    {
        max = d;
        min = *this;
        flag = -1;
    }

    int n = 0;
    while (min != max)
    {
        ++min;
        ++n;
    }

    return n * flag;
}

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
    out << d._year << "年" << d._month << "⽉" << d._day << "⽇" << endl;
    return out;
}

istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
    cout << "请依次输⼊年⽉⽇:>";
    in >> d._year >> d._month >> d._day;

    if (!d.CheckDate())
    {
        cout << "⽇期⾮法" << endl;
    }

    return in;
}

// Test.cpp
#include"Date.h"
void TestDate1()
{
    // 这⾥需要测试⼀下⼤的数据+和-
    Date d1(2024, 4, 14);
    Date d2 = d1 + 30000;
    d1.Print();
    d2.Print();

    Date d3(2024, 4, 14);
    Date d4 = d3 - 5000;
    d3.Print();
    d4.Print();

    Date d5(2024, 4, 14);
    d5 += -5000;
    d5.Print();
}

void TestDate2()
{
    Date d1(2024, 4, 14);
    Date d2 = ++d1;
    d1.Print();
    d2.Print();

    Date d3 = d1++;
    d1.Print();
    d3.Print();

    /*d1.operator++(1);
    d1.operator++(100);
    d1.operator++(0);
    d1.Print();*/
}
void TestDate3()
{
    Date d1(2024, 4, 14);
    Date d2(2034, 4, 14);

    int n = d1 - d2;
    cout << n << endl;

    n = d2 - d1;
}

void TestDate4()
{
    Date d1(2024, 4, 14);
    Date d2 = d1 + 30000;

    // operator<<(cout, d1)
    cout << d1;
    cout << d2;

    cin >> d1 >> d2;
    cout << d1 << d2;
}

void TestDate5()
{
    const Date d1(2024, 4, 14);
    d1.Print();

    //d1 += 100;
    d1 + 100;

    Date d2(2024, 4, 25);
    d2.Print();

    d2 += 100;

    d1 < d2;
    d2 < d1;
}

int main()
{
    return 0;
}

11.取地址运算符重载

11.1 const成员函数

~将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后面

~const实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。const修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由Date*const this变为const Date*const this

#include<iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    // void Print(const Date* const this) const
    void Print() const
    {
        cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main()
{
    // 这⾥⾮const对象也可以调⽤const成员函数是⼀种权限的缩⼩
    Date d1(2024, 7, 5);
    d1.Print();

    const Date d2(2024, 8, 5);
    d2.Print();

    return 0;
}

11.2 取地址运算符重载

取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，一般这两个函数编译器自动生成的就可以够我们用了，不需要去显式实现。除非一些很特殊的场景，比如我们不想让别人取到当前类对象的地址，就可以自己实现一份，胡乱返回一个地址

class Date
{
public :
    Date* operator&()
    {
        return this;
        // return nullptr;
    }

    const Date* operator&()const
    {
        return this;
        // return nullptr;
    }

private :
    int _year ; // 年
    int _month ; // ⽉
    int _day ; // ⽇
}

12.类型转换

~C++支持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数

~构造函数前面加explicit就不再支持隐式类型转换

~类类型的对象之间可以隐式转换，需要相应的构造函数支持

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    // 构造函数explicit就不再⽀持隐式类型转换
    // explicit A(int a1)
    A(int a1)
    :_a1(a1)
    {}

    //explicit A(int a1, int a2)
    A(int a1, int a2)
        :_a1(a1)
        , _a2(a2)
    {}

    void Print()
    {
        cout << _a1 << " " << _a2 << endl;
    }

    int Get() const
    {
        return _a1 + _a2;
    }

private:
    int _a1 = 1;
    int _a2 = 2;
};

class B
{
public:
    B(const A& a)
        :_b(a.Get())
    {}

private:
    int _b = 0;
};

int main()
{
    // 1构造⼀个A的临时对象，再⽤这个临时对象拷⻉构造aa3
    // 编译器遇到连续构造+拷⻉构造->优化为直接构造
    A aa1 = 1;
    aa1.Print();

    const A& aa2 = 1;

    // C++11之后才⽀持多参数转化
    A aa3 = { 2,2 };

    // aa3隐式类型转换为b对象
    // 原理跟上⾯类似
    B b = aa3;
    const B& rb = aa3;

    return 0;
}

13.static成员

~用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量一定要在类外进行初始化

~静态成员函数中可以访问其他的静态成员，但是不能访问非静态的，因为没有this指针

~非静态的成员函数，可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数

~突破类域就可以访问静态成员，可以通过类名::静态成员或者对象.静态成员来访问静态成员变量和静态成员函数

~静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化，因为缺省值是个构造函数初始化列表的，静态成员变量不属于某个对象，不走构造函数初始化列表

// 实现⼀个类，计算程序中创建出了多少个类对象？
#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    A()
    {
        ++_scount;
    }

    A(const A& t)
    {
        ++_scount;
    }

    ~A()
    {
        --_scount;
    }

    static int GetACount()
    {
        return _scount;
    }

private:
    // 类⾥⾯声明
    static int _scount;
};

// 类外⾯初始化
int A::_scount = 0;

int main()
{
    cout << A::GetACount() << endl;
    A a1, a2;
    A a3(a1);
    cout << A::GetACount() << endl;
    cout << a1.GetACount() << endl;

    // 编译报错：error C2248: “A::_scount”: ⽆法访问 private 成员(在“A”类中声明)
    //cout << A::_scount << endl;

    return 0;
}

求1+2+3+...+n_⽜客题霸_⽜客⽹

class Sum
{
public:
    Sum()
    {
        _ret += _i;
        ++_i;
    }

    static int GetRet()
    {
        return _ret;
    }
private:
    static int _i;
    static int _ret;
};

int Sum::_i = 1;
int Sum::_ret = 0;

class Solution {
public:
    int Sum_Solution(int n) {
    // 变⻓数组
    Sum arr[n];
    return Sum::GetRet();
    }
};

14.友元

~友元提供了一种突破类访问限定符封装的方式，友元分为：友元函数和友元类，在函数声明或者类声明的前面加friend，并且把友元声明放到一个类的里面

~外部友元函数可以访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是一种声明，他不是类的成员函数

~友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制

~一个函数可以是多个类的友元函数

~友元类中的成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的私有和保护成员

~友元类的关系是单向的，不具有交换下，比如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元

~友元类关系不能传递，如果A是B的友元，B是C的友元，但是A不是C的友元

~有时候提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用

#include<iostream>
using namespace std;

// 前置声明，都则A的友元函数声明编译器不认识B
class B;

class A
{
    // 友元声明
    friend void func(const A& aa, const B& bb);
private:
    int _a1 = 1;
    int _a2 = 2;
};

class B
{
    // 友元声明
    friend void func(const A& aa, const B& bb);
private:
    int _b1 = 3;
    int _b2 = 4;
};

void func(const A& aa, const B& bb)
{
    cout << aa._a1 << endl;
    cout << bb._b1 << endl;
}

int main()
{
    A aa;
    B bb;
    func(aa, bb);

    return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
    // 友元声明
    friend class B;
private:
    int _a1 = 1;
    int _a2 = 2;
};

class B
{
public:
    void func1(const A& aa)
    {
        cout << aa._a1 << endl;
        cout << _b1 << endl;
    }

    void func2(const A& aa)
    {
        cout << aa._a2 << endl;
        cout << _b2 << endl;
    }

private:
    int _b1 = 3;
    int _b2 = 4;
};

int main()
{
    A aa;
    B bb;
    bb.func1(aa);
    bb.func1(aa);

    return 0;
}

15.内部类

~如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类，跟定义在全局相比，他只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部类定义的对象中不包含内部类

~内部类默认是外部类的友元类

~内部类本质也是一种封装，当A类和B类紧密关联，A类实现出来主要就是给B类使用，那么可以考虑把A类设计为B的内部类，如果放到private/protected位置，那么A类就是B类的专属内部类，其他地方都用不了

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
private:
    static int _k;
    int _h = 1;

public:
    class B // B默认就是A的友元
    {
    public:
        void foo(const A& a)
        {
            cout << _k << endl; //OK
            cout << a._h << endl; //OK
        }

    int _b1;
    };
};

int A::_k = 1;

int main()
{
    cout << sizeof(A) << endl;
    A::B b;

    A aa;
    b.foo(aa);

    return 0;
}

求1+2+3+...+n_⽜客题霸_⽜客⽹

class Solution
{
    // 内部类
    class Sum
    {
    public:
        Sum()
        {
            _ret += _i;
            ++_i;
        }
    };

    static int _i;
    static int _ret;
public:
    int Sum_Solution(int n)
    {
    // 变⻓数组
    Sum arr[n];
    return _ret;
    }
};

int Solution::_i = 1;
int Solution::_ret = 0;

16.匿名对象

~用类型（实参）定义出来的对象叫做匿名对象，相比之前我们定义的类型对象名（实参）定义出来的叫有名对象

~匿名对象生命周期只在当前一行，一般临时定义一个对象当前用一下即可，就可以定义匿名对象

class A
{
public:
    A(int a = 0)
        :_a(a)
    {
        cout << "A(int a)" << endl;
    }

    ~A()
    {
        cout << "~A()" << endl;
    }

private:
    int _a;
};

class Solution
{
public:
    int Sum_Solution(int n)
    {
    //...
    return n;
    }
};

int main()
{
    A aa1;

    // 不能这么定义对象，因为编译器⽆法识别下⾯是⼀个函数声明，还是对象定义
    //A aa1();

    // 但是我们可以这么定义匿名对象，匿名对象的特点不⽤取名字，
    // 但是他的⽣命周期只有这⼀⾏，我们可以看到下⼀⾏他就会⾃动调⽤析构函数
    A();
    A(1);

    A aa2(2);

    // 匿名对象在这样场景下就很好⽤，当然还有⼀些其他使⽤场景，这个我们以后遇到了再说
    Solution().Sum_Solution(10);

    return 0;
}

17.对象拷贝时的编译器优化

~现代编译器会为了尽可能提高程序的效率，在不影响正确性的情况下会尽可能减少一些传参和传返回值的过程中可以省略的拷贝

~如何优化C++标准并没有严格规定，各个编译器会根据情况自行处理。当前主流的相对新一点的编译器对于连续一个表达式步骤中的连续拷贝会进行合并优化，有些更新更“激进”的编译器还会进行跨行跨表达式的合并优化

~Linux下可以将下面代码拷贝到test.cpp文件，编译时用g++ test.cpp-fno-elide-constructors的方式关闭构造相关的优化

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    A(int a = 0)
        :_a1(a)
    {
        cout << "A(int a)" << endl;
    }

    A(const A& aa)
        :_a1(aa._a1)
    {
        cout << "A(const A& aa)" << endl;
    }

    A& operator=(const A& aa)
    {
        cout << "A& operator=(const A& aa)" << endl;

        if (this != &aa)
        {
            _a1 = aa._a1;
        }

        return *this;
    }

    ~A()
    {
        cout << "~A()" << endl;
    }

private:
    int _a1 = 1;
};

void f1(A aa)
{}

A f2()
{
    A aa;
    return aa;
}

int main()
{
    // 传值传参
    // 构造+拷⻉构造
    A aa1;
    f1(aa1);
    cout << endl;

    // 隐式类型，连续构造+拷⻉构造->优化为直接构造
    f1(1);

    // ⼀个表达式中，连续构造+拷⻉构造->优化为⼀个构造
    f1(A(2));
    cout << endl;

cout << "***********************************************" << endl;

    // 传值返回
    // 不优化的情况下传值返回，编译器会⽣成⼀个拷⻉返回对象的临时对象作为函数调⽤表达
//式的返回值

    // ⽆优化 （vs2019 debug）
    // ⼀些编译器会优化得更厉害，将构造的局部对象和拷⻉构造的临时对象优化为直接构造
（vs2022 debug）
    f2();
    cout << endl;

    // 返回时⼀个表达式中，连续拷⻉构造+拷⻉构造->优化⼀个拷⻉构造 （vs2019 debug）
    // ⼀些编译器会优化得更厉害，进⾏跨⾏合并优化，将构造的局部对象aa和拷⻉的临时对象
//和接收返回值对象aa2优化为⼀个直接构造。（vs2022 debug）
    A aa2 = f2();
    cout << endl;

    // ⼀个表达式中，开始构造，中间拷⻉构造+赋值重载->⽆法优化（vs2019 debug）
    // ⼀些编译器会优化得更厉害，进⾏跨⾏合并优化，将构造的局部对象aa和拷⻉临时对象合
//并为⼀个直接构造（vs2022 debug）
    aa1 = f2();
    cout << endl;

    return 0;
}

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惟楚有才，于斯为盛。欢迎来到长沙！！！茶颜悦色、臭豆腐、CSDN和你一个都不能少~

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