c++语法学习
C++学习记录）
本文档根据b站黑马程序员发布的c++课程做的个人笔记。
视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
相关的实现项目会上传附件。
机房管理系统：
https://download.csdn.net/download/Eoneanyna/88625209
演讲比赛流程管理系统：
https://download.csdn.net/download/Eoneanyna/88625203
vs的安装
vs全称为visual studio，是美国微软公司的开发工具：适用于 Windows 上 .NET 和 C++ 开发人员的最全面 IDE。 完整打包了一系列丰富的工具和功能,可提升和增强软件开发的每个阶段。
为了学习c++，笔者安装并使用了vs2019版本；其他编辑器如：dev-c++、eclipse也可。
安装:在网上搜索安装教程和资源下载。
特别注意：
笔者在创建空项目时，发现选项中没有空项目
此时应该是在由于相关的工具包没有下载，于是下滑拉到最底下，点击：安装多个工具和功能；
勾选相应的工具包：使用c++的桌面开发；进行下载
代码的语法
注释
单行注释
//注释内容
多行注释
/*注释内容*/
main
main函数是一个程序的入库，每个程序都必须有那么一个函数，有且仅有一个
变量
变量的定义
变量的作用：用于代码使用值，如定义名称为a的变量的值为10，则在后续的程序编写中，可以使用a来代表10；a作为变量可以重新赋值，当写：a = 20；时，在此条语句执行之后，使用a的地方a都代表20。
语法：数据类型 变量名 = 初始值；
如：
int a = 10；
数据类型的意义在于：给变量分配一个合适的内存，存储代表的值。
注：分号；在每写完一条程序语句时都要写，代表语句的结束
变量取名的时候，为了便于管理和代码阅读，变量命名有相关的一套规则：
- 不能是关键字，是的话会编译不通过
- 只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符只能是字母或者下划线
- 标识符中字母区分大小写
变量的数据类型有：
整数类型
| 名称 | 关键字 | 占用（内存）字节数 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
| 整数 | int | 4字节 | （-2^15 ~ 2^15-1） |
| 短整型 | short | 2字节 | （-2^31 ~ 2^31-1） |
| 长整型 | long | windows为4字节，linux为4字节（32位），8字节（64位） | （-2^31 ~ 2^31-1） |
| 长长整型 | long long | 8字节 | （-2^63 ~ 2^63-1） |
浮点数
| 名称 | 关键字 | 占用（内存）字节数 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
| 单精度浮点数 | float | 4字节 | 7位有效数字 |
| 双精度浮点数 | double | 8字节 | 15~16位有效数字 |
float作为单精度，赋值时应该注意：
float f1 = 3.14;
//此时3.14默认为double，编译时先把double3.14转为float再赋值给f1
//正确应该写为：
float f1 = 3.14f;
//是把3.14的float单精度数赋值给f1不会进行强制转换
//科学计数法
float f2 = 3e2;//3*10^2
//3e-2 是3*0.1^2
默认情况下，输出一个小数，会显示出6位有效数字
字符型
| 名称 | 关键字 | 占用内存大小 | |
|---|---|---|---|
| 单字节 | char | 1个字节 | 赋值时使用单引号‘’ |
| c风格的字符串 | char 变量名[] | 按照值的大小 | 赋值时使用双引号“” |
| c++的字符串 | string | 按照值的大小 | 赋值时使用双引号“” |
扩展：字符型变量对应的ascii编码
//输出字符型变量对应的ascii编码
cout<< (int)ch << endl;
//'a'输出97
//'A'输出65
//c风格的字符串
char a[] = "hello world";
//c++风格的字符串
//记得引用头文件
#include<string>
string a = "hello world"
bool类型的定义
布尔类型代表真、假
| 名称 | 关键字 | 占用内存大小 | |
|---|---|---|---|
| 布尔类型 | bool | 1个字节 | true = 1 false = 0 |
sizeof(计算变量大小)
此函数统计数据类型所占的内存大小
sizeof（数据类型或者变量）
cout<<"a占用的内存空间为："<<sizeof(a)<<"字节"<<endl;
常量的定义
常量和变量相同，都是用于代码编写过程中使用某个数值或内容（内容是指字符类型），和变量不同的是：常量初次定义值后，无法更改代表的值了。而变量就可以重新赋值。
define
define关键字定义的常量通常在文件最上方定义，此定义作用于全项目
语法：
#define 常量名 常量值
如：
#define a 10；
const
const修饰的常量，通常在变量定义钱加关键字const，修饰该变量为常量，之后不可修改，此定义作用于当前函数或当前项目
语法：
const 数据类型 常量名 = 常量值
如：
const int a = 10；
转义字符
数据的输入
cin
cin关键字
int a = 0;
//从键盘输入变量a的值
cin >> a;
运算符
算数运算符
注：
/ :除法中，两个整数相除，结果依然是整数。
两个小数相除，结果可以是小数
%:取模运算的本质就是求余运算，10%20=10
两个小数是不能做取模运算的。
++、–：前置递增先对变量进行++，再计算表达式，后置递增相反
赋值运算符
比较运算符
逻辑运算符
程序流程结构
顺序结构
按顺序执行，不发生跳转
选择结构
if
if语句
if（a > 20）{
}else if(a>40){
}else{
}
switch
switch（表达式）{
case 结果1：
执行语句；
break；
//不写break的话还会继续执行之后的case判断
case 结果2：
执行语句；
break；
default：
执行语句；
break；
}
switch执行效率高但是只能判断整型或字符型。
三目运算符(a>b?a:b)
含义：
如果a>b,则为真，返回a；
如果a<=b，为假，返回b；
循环结构
whlie
while(条件){
执行语句
}
//while中条件满足时则执行{}中的条件，如果不满足条件则跳出循环
do while
do{
循环语句；
}while（条件）
//与while的区别在于：do……while会先执行一次循环语句，再判断循环条件
for
for（int i = 0;i<10;i++）{
}
//定义一个局部变量i的初始值为0，for循环执行的条件是i<10；每执行一次for循环，i++
continue
continue;语句：结束本次循环，进入下一次循环
goto
可以无条件跳转语句；
解释：如果标记的名称存在，执行到go to语句时，会跳转到标记的位置
int main（）{
goto FLAG;
cout<<"执行语句"<<endl;
FLAG;
}
//不会输出 执行语句 四个字
数组
一维数组
数组的定义（定义数组的时候，必须有初始长度）：
1.数据类型 数组名[数组长度]；
2.数组类型 数组名[数组长度] = {值1，值2，值3……}；
3.数组类型 数组名[] = {值1，值2，值3……}
int arr[5];
//定长为5的空数组
int arr1[5] = {1,2,3,5}
//定长和有初始值的数组，值为{1,2,3,5,0}
int arr[] = {111}
//定长为1的数组，初始值为111
二维数组
二维数组的定义：
1.数据类型 数组名[行数][列数]；
2.数据类型 数组名[行数][列数] = {数据1，数据2}，{数据3，数据4}；
3.数据类型 数组名[行数][列数]={数据1，数据2，数据3，数据4}；
4.数据类型 数组名[][列数] = {数据1，数据2，数据3，数据4}
类似列表：如一个二维数组为 int arr[2][3]如下
| 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|
| 3 | 4 | 5 |
多维数组
数组名的用途
1.可以用sizeof(数组名)获取数组的长度
2.可以获取数组在内存中的首地址:
cout<<(int)arr <<endl;
第一个元素的地址：（int）&arr[0]
注：数组名代表数组的首地址，是一个常量，无法赋值
函数
函数的定义：
返回值类型 函数名（入参类型 入参名称）{
}
//如果函数不需要返回值则声明的时候返回值类型可以写：void
int add（int num1，int num2）{
int sum = num1 + num2；
num1 = 20
return sum；
}
//函数中入参的值改变，不能改变实际的入参数值
如：
void main（）{
int a = 10；
int b =20;
add(10,20)
//执行完成之后a = 10，b=20,；但执行add函数时，add函数中num1最后的值其实为20
}
函数的声明
由于函数必须在调用之前就要定义，但是全放文件开头太杂乱。
因此可以先提前在文件头声明一个函数，但是函数的具体内容可以写在另外的靠后位置。
声明的格式：
返回值类型 函数名（入参类型 入参名称）；
函数的分文件编写
1.创建后缀名为.h的头文件
2.创建后缀名为.cpp的源文件
3.在头文件中写函数声明
4.在源文件中写函数的定义
例如：
//add.h
#pragma once //防止头文件重复包含
#include<iostream>
using namespace std;
void add(int num1,int num2);
//add.cpp
#include<iostream>
#include "add.h"
using namespace std;
void add(int num1,int num2){
cout<<"num1+num2 = "<<num1+num2<<endl;
}
//main.cpp
#include<iostream>
//重要的引用
#include"add.h"
using namespace std;
void main() {
int a = 1;
int b = 2;
add(a, b);
}
指针
指针的作用：通过指针来访问内存
指针的定义
//定义一个变量，变量分配了4字节的内存，有内存就有地址
int a = 10;
//指针定义的语法：数据类型 *指针变量名
//定义了一个指针的变量，此变量可以存储一个地址
int * p;
//此时p是一个空指针，值为null，不可访问
//让p记录变量a的内存地址
p = &a;
//使用指针
//指针前加*，代表解引用，找到指针指向的内存中的数据
cout<<*p <<" = "<<a<<endl
| 名称 | 关键字 | 占用内存 |
|---|---|---|
| 指针 | int* | 32位系统下：占用4个字节；64位系统下，占用8个字节。 |
空指针和野指针
空指针：指针没有指向任何地址，值为null
野指针：指针指向了非法的内存空间（地址没有进行申请，但是指向了对应的内存地址）
//指针p被指向0x1100这个地址
//但是这个地址没有被申请分配内存，所以此时指针p被称为野指针
int* p = (int*0)0x1100;
const
const修饰指针（常量指针）
const修饰的是指针，指针的指向可以更改，但是指针指向的值不可以更改
int a = 10;
int b = 10；
//常量指针
const int* p = &a;
p = &b;
//这个写法是正确的，因为b=10=a
*p = 100;//错误，不可更改值
const修饰常量
const修饰的是常量，指针的指向不可以改，指针指向的值可以改
int * const p = &a
*p = 20 //正确，将a从10改成了20
p = &b //错误，不能指向另一个地址
const又修饰指针又修饰常量
const int * const p = &a//指针指向的值和指针存储的地址都不可以更改
指针和数组与函数
//指针和数组
//利用指针访问数组中的元素
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int *p = arr;//arr是数组首地址
//遍历数组
for (int i = 0;i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);i++){
cout << *p <<endl;
if (i != sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1){
p++;//让指针向后偏移，访问数组下一个元素
}
}
//函数入参为指针时，可以更改相应的变量
void instead(int* p){
*p = 20;
}
void main(){
int a= 10;
instead(&a);
}
引用
作用：给变量取别名
语法：数据类型 &别名 = 原名
引用的本质：在c++内部实际是一个指针常量
//两行代码的含义是一样的
int * const ref = &a
int &b = a
常量引用：
使用场景：用来修饰形参，防止误操作。
int &ref = 10;//错误的写法
const int &ref = 10;//正确的
//代码实际可以理解为：
//int temp = 10;
//const int &ref = temp;
//10分配了一块合法的空间。
ref = 20;//错误的，不可以修改ref指向的值
//如：
void showValue(const int &val){
}
//这样写的话，在函数内给val赋值时，编译器就会报错
引用的注意事项
- 引用必须初始化
int &b;//错误的必须赋值
- 引用一旦初始化之后，就不可以再更改了。
int c = 20;
b = c;
//不会报错，但是这不是更换了引用，而是赋值操作。
//将b=a=20
引用做函数参数
作用：函数传参时，可以利用引用技术让形参修饰实参
优点：可以简化指针修改实参
//交换ab的值
void mySwap（int &a,int &b）{
int temp =a;
a=b;
b=temp;
}
int main(){
int a = 10;
int b = 20;
//调用
mySwap(a,b);
}
引用做函数的返回值
注意：
1.不要返回局部变量的引用（局部变量在栈区中，使用一次之后会被释放）
2.函数的调用可以作为左值
函数的默认参数
在c++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的
语法： 返回值类型 函数名（参数 = 默认值）{}
int func(int a,int b = 20,int c = 30){
return a+b+c;
}
注意：
- 如果某个位置以及有了默认值，那么从这个位置往后（往右），之后的形参都必须有默认参数
- 函数声明和实现中只能有一个地方有默认参数。如果文件头部中的函数声明中有默认参数，函数的具体的实现就不能有默认参数了。
函数的占位参数
语法：返回值类型 函数名（形参类型 形参名称，形参类型）{}
void func (int a,int = 10){
}
//调用时：必须要填；如果占位参数有默认参数时，可以不填
func(10,20);
函数的重载
作用：函数名可以详谈，提高复用性
条件：
1.同一个作用域下
2.函数名称详谈
3.函数参数类型不同，或个数不同，或顺序不同
注：
- 函数返回值不同，入参相同不是重载，不可如此使用，会报错
- 引用作为重载的条件
void func(const int &a){
}
void func(int &a){
}
//在调用时
int main(){
int a = 10;
func(a);//调用的是void func(int &a)
//a是一个变量，刻读可写，所以调用没有const的
func(10);//调用的是void func(const int &a)
}
- 重载中可以有默认参数，但是要小心
void func(int a,int b = 10){
}
void func(int a){
}
int main(){
int a = 10;
func(a);
//这样调用会导致不知道调用哪个函数，由歧义，所以要避免这种情况
}
## 结构体 语法： ```cpp struct Student{ //结构体成员列表 string name; int id; };
//在创建结构体时，顺便创建结构体变量
struct s{
string name;
}s3;
void main(){
//定义：1.定义空的结构体变量
struct Student s1;
//通过.来访问结构体变量中的属性，赋值
s1.name = “张三”;
//定义2：定义并赋值
struct Student s2 = {"李四",2};
}
<a name="hA2Hu"></a>
### 结构体数组
struct 结构体名 数组名[元素个数] = {{}，{}，{}}
<a name="Dz5UN"></a>
### 结构体指针
```cpp
//1.创建学生结构体变量
struct student s;
//2.通过指针指向结构体变量
student * p = &s
//3.通过指针访问结构体变量中的数据
cout<< p->name <<endl;
结构体嵌套结构体
结构体中的成员可以嵌套另一个结构体
struct student {
string name;
}
struct teacher{
string name;
struct student stu;
}
void main(){
teacher t;
t.stu.name = "张三";
}
内存分区模型
c++程序在运行时，将内存大方向划分为4个区域：
1.代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
2.全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
3.栈区：由编译器自动分配释放，存放函数此参数值，局部变量等
4.堆区：由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统进行系统回收。
程序运行前：
代码区：
- 存放cpu执行的机器指令；
- 代码区是共享的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可
- 代码区是只读的，原因是为了防止程序意外修改了它的指令。
全局区：
- 全局变量和静态变量存放于此。
静态变量：static int a = 10；
- 全局区海包含了常量区，字符串常量和其他常量也存放在此。
字符串常量 cout<<“字符串常量”；
const修饰的全局变量也叫常量（const 修饰的局部变量不在全局区）
- 该区域的数据在程序结束后由操作系统释放。
程序运行时：
程序运行时才可能会有栈区和堆区；
栈区：由编译器自动分配释放，存放在栈区的局部变量。
在函数执行完之后自动释放，但是如果函数中返回**局部变量（分配在栈区的变量）**的地址，则不会被释放，第一次使用这个局部变了则可以正确打印，因为编译器做了保留，但是使用第二次的时候，这个数据就不再保留了，会报错。
注意：在函数中，不要随便返回局部变量的地址。
- 函数形参存放在栈区
堆区：在c++中主要利用new在堆区开辟内存。
//指针p本质是一个局部变量，存放在栈区中；
//但是10这个int存放于堆区
int *p = new int(10);
//回收内存时，使用关键字delete
delete p;
int * arr = new int[10];
//释放数组需要加中括号
delete[] arr;
类和对象
c++面向对象的三大特性：封装，继承，多态
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类。
语法：
class 类名{
//访问权限
//公共权限
public:
//属性和行为都统称为 成员
//属性：变量，成员变量，成员属性
int m_r;
//行为:函数，成员函数，成员方法
double func(){
return 2;
}
};
成员变量和成员函数是分开存储的
c++会给每个空对象也分配一个字节的空间，是为了区分空对象占内存空间的位置。
如果对象中定义了非静态成员变量，则会按照全部非静态成员变量的内存去分配空间。
//1个字节
class person{}
//4个字节
class person1{
int m_A; //算类的对象
static int m_B;//静态成员变量，不属于类的对象
void func(){}//非静态成员函数，不属于类的对象
static void func2(){}//静态成员函数，不属于类的对象上
}
封装
类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下：
1.public 公共权限
类内可以访问，类外可以访问
2.protected 保护权限
类内可以访问，类外不可以访问
继承中：儿子可以访问父亲中的保护内容
3.private 私有权限
类内可以访问，类外不可以访问
继承中：儿子不可以访问父亲的私有内容
类内：类定义的成员函数中访问，叫类内
继承
可以减少重复的代码
class BasePage{
public:
void print(){
cout<<"这是基础"<<endl;
}
};
class Python:public BasePage{
public:
void context(){
cout<<"这是python"<<endl;
}
};
//python类也有basepage的print方法
//python类也称为basepage的子类，python继承了baseage的方法
- 公共继承 public
- 保护继承 protected
- 私有继承 private
继承后的子类，初始化时，会开辟对应的父类的所有参数的内存空间。
继承中：先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序和构造顺序相反
继承中:子类可以有相同名称的成员，但是要通过子类访问到父类的同名成员需要加作用域写法
class base{
public:
int m_A = 200;
void func(){};
void func(int i){};
};
class son:public base{
public:
int m_A = 100;
void func(){};
};
//访问子类中的m_A
son s;
cout << s.m_A << endl;//100
cout << s.base:m_A <<endl;//200
//如果子类中出现和父类同名的成员函数，
//子类的同名成员会隐藏掉父类中所有的同名函数成员
s.func(100);//错误
//会报错，因为子类的void func(){};把父类的void func的两个函数都覆盖了
s.base::func(100);//正确的访问
//静态成员可以通过类名访问
son::base::静态成员或函数名
多继承
一个子类需要同时继承多个基础类
class son：public base1，public base2{
};
当两个基础类有相同名称的成员时，需要指定基础类再使用成员，不然会报错
虚继承
菱形继承问题：
两个子类继承同一个基类，又有某个类同时继承两个子类。
class animal{
public:
int m_age;
};
class sheep:public animal{};
class TUO:public animal{};
class sheepTUO:public sheep,public TUO{};
void test01(){
sheepTUO st;
st.m_age = 18;//错误，不明确
st.TUO::m_age = 18;//正确
st.sheep::m_age = 20;//正确
//但此时的st有两份m_age数据
//想要st只要一个m_age数据时，就需要用到虚拟继承
/*
将
class sheep:public animal{};
class TUO:public animal{};
改为
class sheep:virtual public animal{};
class TUO:virtual public animal{};
*/
};
多态
虚函数
子类重写相关成员函数
class animal{
public:
void speak(){
cout<<"未知动物叫"<< endl;
}
};
class cat:public animal{
public:
void speak(){
cout<<"小猫喵喵喵"<< endl;
}
};
class duck:public animal{
public:
void speak(){
cout<<"鸭子嘎嘎嘎"<< endl;
}
};
//此函数可以调用相应的speak函数
void doSpeak(animal &a){
a.speak();
}
int main(){
cat c;
doSpeak(c);//输出：未知动物在说话
/*
如果要输出小猫喵喵喵，则需要修改
class animal{
public:
void speak(){
cout<<"未知动物叫"<< endl;
}
};
为（子类对应的函数也要加virtual）：
class animal{
public:
//虚函数被调用时，没有在编译时段写入函数地址，所以可以调用到对应的speak
virtual void speak(){
cout<<"未知动物叫"<< endl;
}
};
……
*/
}
如果不是虚函数，初始化的类所占内存大小为1，占位
如果有虚函数成员，则所占内存大小为4，4字节为一个地址存储，此地址指向一个虚函数的地址表，地址表里存储了子类对应的虚函数实现。
纯虚函数与抽象类
通常父类中的虚函数实现是没有意义的，主要都是调用子类写的内容
所以可以把父类中的虚函数写为纯虚函数，不写实现
语法： virtual 返回值类型 函数名(参数列表) = 0;
当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类；
抽象类：
1.无法实例化对象
2.子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
虚析构和纯虚析构
多态使用时，如果子类有属性开辟到堆区，父类指针在释放时无法调用到子类的析构函数
解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或纯虚析构
- 虚析构：
virtual ~类名(){};
- 纯虚析构：
virtual ~类名() = 0;
struct和class的区别
struct和class区别不大，
struct 默认权限是：公共 public
class 默认权限是：私有 private
类分文件
//point.h
#pragma once //防止头文件重复包含
#inlcude<iostream>
class Point{
private:
int p_x;
int p_y;
public:
void set_X(int x);
}
//point.cpp
#inlcude<iostream>
#include"point.h"
void Point::set_X(int x){
p_x = x;
}
枚举
enum class Role {
manager = 1,
teacher = 2,
student = 3,
};
//enum role定义枚举值中的字符串不能重复
//enum class role中在两个枚举值定义中
//字符manager可以重复定义在两个枚举中
class User {
public:
string m_Account;
string m_Password;
string m_Name;
Role m_Role;//1管理员 2教师 3学生
}
对象的初始化和清理
编译器自动调用构造函数和析构函数，如果自己不自定义，那么将会调用自带的空析构和构造函数
默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数
- 默认构造函数（无参，函数体为空）
- 默认析构函数（无参，函数体为空）
- 默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝（浅拷贝）
- 赋值运算符operator =，对属性进行值拷贝。
构造函数调用规则如下：
1.如果用户定义有参构造函数，c++不再提供默认的无参构造函数
2.如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数
构造函数
初始化对象
语法： 类名(){}
1.构造函数，没有返回值也不写void
2.函数名称和类名相同
3.构造函数可以有参数，因此可以发生重载
4.程序在调用对象的时候会自动调用构造函数，无须手动调用，而且只会调用一次
构造函数的分类及调用
1.有参构造
- 拷贝构造函数
person(const person &p){
//将p的类所有属性，拷贝到本类身上
age = p.age;
}
####### 深拷贝和浅拷贝
1.浅拷贝：把p1中的数据全部复制一遍
问题：析构函数中，如果写了释放堆内存的代码，释放p1后再释放p2,可能存在堆区的内存重复释放;
因为都释放了0x0011
2.深拷贝：不仅将p1中的数据全部复制一遍，对于存储的指针的变量还会开辟新内存，再存入
初始化列表
c++提供了初始化列表语法，用来初始化属性
语法：构造函数():属性1(值1)，属性2(值2)……{}
//构造函数
person():name("张三"),id(1){
}
person(string name = "张三",int id = 1):name(name),id(id){
}
2.无参构造
构造函数的调用
- 括号法：
person p;//默认构造函数调用
person p2(10);//有参构造函数
person p3(p);//拷贝构造函数
//注意事项
//调用默认构造函数的时候，不要加()
//因为下面这行代码，编译器会认为这是一个自定义的函数声明
person p1(); // 跟 void func(); 一样
- 显示法
person p1;
person p2 = person(10);//有参构造
person p3 = person(p2);//拷贝构造
person(10);//匿名对象
//特点:当前行执行完成之后，会里面回收这个对象
person(p3);
//不要利用拷贝构造函数 初始化匿名对象
//编译器会认为：person(p3); == person p3;
- 隐式转换法
person p4 = 10; //相当于写了：person p4 = person(10);
person p5 = p4; //拷贝构造
拷贝构造函数的调用时机
1.使用一个创建完毕的对象来初始化另一个对象
2.在函数形参调用，进行值传递时
3.在函数返回值调用，进行值传递返回时
析构函数
清理对象中构造在堆中的数据
语法：~类名(){}
1.析构函数，没有返回值也不写void
2.函数名称和类名相同，在名称前加~号
3.析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载
4.程序在对象销毁前会自动调用析构函数，无须手动调用，而且只会调用一次
静态成员
静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员
- 静态成员变量
- 所有对象共享同一份数据
- 在编译阶段分配内存
- 类内声明，类外初始化
//静态成员变量也是有访问权限的
class person{
public:
static int m_A;
private:
static int m_B;
}
int person::m_A = 100;
int main(){
//访问时
//m_B是私有权限，类外无法访问；
//1.通过对象进行访问
person p;
cout<<p.m_A<<endl;
//2.通过类名进行访问
cout<<person::m_A<<endl;
}
- 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（因为编译时，静态成员函数就构建好了，如果访问变量的话，不知道访问哪个变量类的成员变量）
this指针概念
每一个非静态成员只会诞生一份函数实例，也就是说多个同类型的对象会共用同一块代码。通过this指针可以区分那个对象调用函数的
c++通过提供特殊的对象指针，this指针，指向被调用的成员函数所属的对象，本质是一个指针常量，指针的指向是不可修改的。
this指针不需要定义，直接使用即可。
class person{
public:
int m_Age;//m_ == member
person(int age){
this->m_Age = age;
}
person addAge(person p1){
//this指向的是p1的指针
//而*this指向的就是p1这个对象
this->m_Age += p1.m_Age;
}
}
int main(){
person p;
p.addAge(p);
//注意：此时addAge返回的是一个被拷贝的值，而不是p
}
在成员函数后面加const，修饰的是this的指向，让指针指向的值也不可以修改。这个函数后面加const，这个函数就是常函数。
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。
mutable特殊变量
mutable的特殊变量修饰词，即使在常函数中，也可以修改这个值
class person
{
int m_A;
mutable int m_B;
}
int main(){
person p;
p.m_A = 10;//报错
p.m_B = 100;//不会报错
return 0;
}
友元
生活中你的家有客厅（public），卧室（private）
客厅所有客人都可以访问，但是卧室是私有的只有自己可以进去，但是可以允许你的好朋友进去。
同比：
在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术。
友元目的：让一个函数或类，访问另一个类中私有成员
关键字：friend
实现：
- 全局函数做友元
class Building{
friend void goodGay(Building * building);
public:
Building(){}
private:
string m_BedRoom;
}
void goodGay(Building * building){
cout << building -> m_BedRoom << endl;
}
- 友元类
class GoodGay{
public：
void visit(){
cout << building->m_BedRoom<<endl;
}//访问building中的私有属性
Building *building;
}
class Building{
friend class GoodGay;
public:
Building(){}
private:
string m_BedRoom;
}
- 成员函数做友元
class GoodGay{
public：
void visit(){
cout << building->m_BedRoom<<endl;
}//访问building中的私有属性
Building *building;
}
class Building{
//
friend void GoodGay::visit();
public:
Building(){}
private:
string m_BedRoom;
}
运算符重载
对已有的运算符进行重新定义，适用不同的数据类型
对应自定义的类相加，没有相应的运算符算法，需要自己重载定义
person p2,p1;
person p3 = p2 + p1
加号运算符重载
实现两个自定义数据类型相加的运算
operator+
//成员函数重载
class person{
public:
int m_A;
int m_B;
person operator+(person &p2){
person temp;
temp.m_A = m_A +p2.m_A;
temp.m_B = m_B +p2.m_B;
return temp;
}
}
//全局函数重载
person operator+(person &p1,person &p2){
person temp;
temp.m_A = p1.m_A +p2.m_A;
temp.m_B = p1.m_B +p2.m_B;
return temp;
}
int main(){
person p1,p2;
p1.m_A = 10;
p1.m_B = 20;
p2.m_A = 10;
p2.m_B = 20;
//成员函数重载本质调用
person p3 = p1.operator+(p2);
//全局函数的调用
person p4 = operatoe(p1,p2)
person p5 = p1+p2
}
左移运算符的重载
<<
用于 cout<< person <<endl;
//一般不会利用成员函数重载<<运算符，因为无法实现cout在左侧
void operator<<(cout){}//错误
//全局函数
//cout全局只有一个，所以只能用引用的方式
ostream & operator<<(ostream &cout,person &p){
cout<< p.m_name;
return cout;
}
//如果m_name是私有private成员，则全局函数不能访问此成员。
//因此应该将这个重载的全局函数设为person的友元
递增运算符
//前置++
person& operator++(){
m_num++;
return *this
}
//后置++
//int代表占位参数，可以用于区分前置或后置的++
person& operator++(int){
//先记录当前结果
person temp = *this
m_num++;
//把记录结果返回
return temp;
}
赋值运算符
person& opertor=(person &p){
//深拷贝
//1.先判断是否有属性在堆区，如果有先释放干净，然后再深拷贝
if (m_age != NULL){
delete m_age;
m_age = NULL;
}
m_age = new int(*p.m_age);
return *this;//返回自身，不然无法用 p1=p2 =p3
}
关系运算符重载
==
bool operator==(person &p){
if (m_age ==p.m_age)&&(m_name == p.m_name){
return true;
}
return false;
}
bool operator!=(person &p){
if (m_age !=p.m_age)||(m_name != p.m_name){
return true;
}
return false;
}
仿函数（函数调用运算符重载）
由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此被称为仿函数
class person{
public：
void operator()(string test){
cout << test<<endl;
}
}
//全局函数
void myPrint(string test){
cout << test <<endl;
}
//调用时,使用起来和全局函数一样，所以叫仿函数
person p1;
p1("12434");
//匿名函数对象：
person()("12345")//person()返回了一个匿名函数对象，用了一次就释放了。
myPrint("1234");
文件读取
c++中对文件操作需要包含头文件
操作文件的三大类：
- ofstream ：写操作
- ifstream： 读操作
- fstream： 读写操作
写文件
步骤：
1、包含头文件
#include
2.创建流对象
ofstream ofs；
3.打开文件
ofs.open(“文件路径”，打开方式)；
注意：文件打开方式可以配合使用，利用|操作符
例如：用二进制方式写文件 ios::binary | ios::out
4.写数据
ofs<<“写入的数据”；
5.关闭文件
ofs.close();
二进制写文件
以二进制的方式对文件进行读写操作
//主要调用流对象调用成员函数write
函数原型：ostream& write(const char* buffer,int len)
字符指针buffer指向内存中一段存储空间，len是读写的字节数
//主要调用流对象调用成员函数write
class person{
public:
char m_Name[64];
int m_Age;
};
void wFile(){
//创建+打开文件
ofstream ofs("./text.txt",ios::out | ios:: binary);
person p = {"张三",18};
ofs.write((const char *)&p,sizeof(person));
ofs.close();
}
读文件
1.包含头文件
#include
2.创建流对象
ifstream ifs；
3.打开文件并判断文件是否打开成功
ifs.open(“文件路径”,打开方式);
4.读数据
- 用数组读取
char buf[1024] = {0};
//当ifs读出结尾则会退出循环
while(ifs >> buf){
cout<<buf<<endl;
}
- ifs.getline(buf)
char buf[1024] = {0};
while(ifs.getline(buf,sizeof(buf))){
cout << buf <<endl;
}
- string读取
string buf;
//一行一行读取
while(getline(ifs.buf)){
cout << buf <<endl;
}
- 单个字符读取
char c;
//EOF 是end of file
whlie((c = ifs.get()) != EOF){
cout<< c;
}
5.关闭文件
ifs.close();
二进制读文件
void rWrite(){
ifstream ifs;
ifs.open("text.txt",ios::in | ios:: binary);
if (!ifs.is_open()){
cout<<"文件打开失败"<<endl;
}
person p;
ifs.read((char *)&p,sizeof(person));
ifs.close();
}
void Manager::LoadFile() {
ifstream ifs;
ifs.open("./text.csv", ios::in | ios::binary);
if (!ifs.is_open()) {
cout << "当前没有比赛记录" << endl;
ifs.close();
return;
}
else {
map<int, string> record;
string data;
int index = 0;
while (ifs >> data) {
int pos = -1;
int start = 0;
string r;
int in = 0;
while (true) {
pos = data.find(",",start);
if (pos == -1) {
break;
}
//找到了进行分割
string tmp = data.substr(start, pos - start);
in++;
switch (in) {
case 1:
case 4:
case 7:
r += "编号为：" + tmp+" ";
break;
case 2:
case 5:
case 8:
r += "选手名称为：" + tmp + " ";
break;
case 3:
case 6:
case 9:
r += "最后得分为："+ tmp + "\n";
break;
}
start = pos + 1;
}
r += "\n";
index++;
record.insert(make_pair(index, r));
}
for (map<int, string>::iterator it = record.begin(); it != record.end(); it++) {
cout << "第" << it->first << "场比赛\n" << "结果为:\n" << it->second << endl;
}
}
ifs.close();
system("pause");
};
泛型编程和STL
模板
模板：是建立通用的模具，大大提高复用性
语法：
template<typename T>
函数声明
- template --声明创建模板
- typename --表明其后面的符号是一种数据类型，可以用class代替
- T --通用的数据类型，名称可以替换，通常为大写字母
函数模板
template<typename T>
//声明一个模板，告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错
//T是一个通用的数据模型
void mySwap(T &a,T &b){
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//调用
void test(){
int a=10;
int b=20;
// 1. 自动类型推导
//(ab必须是同样的数据类型T，如果b为double则不可使用)
mySwap(a,b);
//2.显示指定类型
mySwap<int>(a,b);
}
//无法确定class的数据类型
template<class T>
void func(){
cout<<"调用"<<endl;
}
void test(){
//模板必须确定出T的数据类型，才可以使用
func<int>();
//通过空模板参数列表，强制调用函数模板
func<>();
}
模板的局限性
模板并不是万能的，有些特定数据类型，需要用具体化方式做特殊实现
//对比两个类变量是否相等
template<class T>
void func(T &a,T &b){
if(a == b){
return true;
}else{
return false;
}
}
class person{
public:
string m_Name;
int m_age;
}
void test(){
person a = person("张三",12);
person b = person("李四",13);
func(a,b);//错误，因为a==b没有具体调用实现
//解决方案：
//1.函数成员重载==
//2.重载模板func函数，具体写为void func(person &a,person &b)
}
类模板
建立一个通用类，类中的成员数据类型可以不具体指定，用一个虚拟的类型来代表
template<typename T>
类
template<class NameType,class AgeType>
class Person
{
public:
NameType m_Name;
AgeType m_Age;
Person(NameType m_Name,AgeType m_Age){
this->m_Name = m_Name;
this->m_Age = m_Age;
}
}
void test(){
Person<string,int>p1("孙悟空",999);
}
类模板中成员函和普通类中成员函数创建实际是有区别的：
1.普通类中的成员函数一开始就可以创建
2.类模板中的成员函数在调用时才创建实例
类模板做函数入参
template<class T1,class T2>
class Person
{
public:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
Person(T1 m_Name,T2 m_Age){
this->m_Name = m_Name;
this->m_Age = m_Age;
}
void showPerson(){
cout<<this->m_Name<<this->m_Age<<endl;
}
}
//入参必须指定类的成员变量类型
//1.指定参数入参类型
void printPerson(Person<string,int> &p){
p.showPerson();
}
//2.参数模板化
template<class T1,class T2>
void printPerson2(Person<T1,T2> &p){
cout << "t1的类型为："<< typeid(T1).name()<<endl;
p.showPerson();
}
//3.整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p){
p.showPerson();
}
类模板与继承
- 子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类的T的类型
- 如果不指定，编译器无法给子类分配内存
- 如果想灵活指定出父类中T中的类型，子类也需要变为类模板
template<class T1>
class Base
{
public:
T1 m_Name;
}
class Person:public Base{}//报错的定义，必须指定T1数据类型
class Person:public Base<int>{}//正确
template<class T1,class T2>
class Person2:public Base<T1>{
public:
T2 m_age;
Person2(){};
}
//构造函数的类外实现
template<class T1,class T2>
Person2<T1,T2>::Person2(T1 name,T2 age){
this->m_Name = name;
this->m_age = age;
}
void test(){
Person2<int,char> s2;
}
类模板的分文件
- 第一种解决方式：
需要引用“xxx.cpp”
因为类模板中的成员函数在调用时才创建实例
只引用了“xxx.h”编译时没有创建相应的成员函数调用，所以会报错
或者
- 第二种解决方式：将.h和.cpp中的内容写到一起，将后缀改为.hpp文件
类模板的友元的类外实现
建议还是在类内实现，因为类外太麻烦
//提前让编译器指定person存在
template<class T1,class T2>
class Person;
//类外实现
template<class T1,class T2>
void printPerson(Person<T1,T2> p){
cout << p.m_Name << p.m_age;
}
类模板与函数模板的区别
- 类模板没有自动类型推导的使用方式
- 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
template<class NameType,class AgeType =
int>
class Person
{
public:
NameType m_Name;
AgeType m_Age;
Person(NameType m_Name,AgeType m_Age){
this->m_Name = m_Name;
this->m_Age = m_Age;
}
}
void test(){
Person<string>p1("孙悟空",999);
}
STL
stl（standard template library）标准模板库
stl从广义上分为：容器，算法，迭代器
实际上有六大组件：
- 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、map等，用来存数据
- 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each
- 迭代器：容器与算法之前的胶合剂
可以一次访问容器所含的各个元素。
常用的容器迭代器种类为：双向迭代器，随机访问迭代器
- 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
- 适配器（配接器）：修饰容器或仿函数或迭代器接口的东西
- 空间配置器：负责空间的配置与管理
容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接，stl几乎所有代码都采用了模板类或者模板函数
容器
*vector(单端数组)
容器：vector
算法：for_each
迭代器：vertor::iterator
数组是静态空间，而vector可以动态扩展
动态扩展：创建一个更大的空间，并把原数据拷贝到新空间，释放原来的空间。
#include<vector>
void test(){
//创建了一个vector容器，数组
vector<int> v;
//插入数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
//通过迭代器访问容器中的数据
vector<int>::iterator isBegin = v.begin();
//起始迭代器，指向容器中第一个元素
vector<int>::iterator isEnd= v.end();
//结束迭代器，指向容器中最后一个元素的下一个位置
//第一种遍历方式：
while(itBegin != itEnd){
cout << *itBegin <<endl;
itBegin++;
}
//第二种遍历方式
for(vector<int>::iterator it = v.begin();it != v.end();it++){
cout << *it << endl;
}
}
//第三种遍历方法，利用stl提供的遍历方法
#include<algorithm>
void myPrint(int val){
cout << val << endl;
}
void test01(){
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
//函数回调myPrint
for_each(v.begin(),v.end(),myPrint);
}
class Person{
public:
string m_Name;
int m_Age;
Person(string name,int age){
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
};
void test(){
vector<Person> v;
Person p1("aaa",10);
Person p2("aab",20);
Person p3("aac",30);
Person p4("aad",40);
//向容器中添加数据
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
//遍历容器中的数据
for(vector<Person>::iterator it = v.begin();it != v.end();it++){
cout<< (*it).m_Name<<endl;
cout<<it->m_Age<<endl;
}
}
//创建自定义类的指针的容器
void test(){
vector<Person *> v;
Person p1("aaa",10);
Person p2("aab",20);
Person p3("aac",30);
Person p4("aad",40);
//向容器中添加数据
v.push_back(&p1);
v.push_back(&p2);
v.push_back(&p3);
v.push_back(&p4);
//遍历容器中的数据
for(vector<Person>::iterator it = v.begin();it != v.end();it++){
cout<< *(*it).m_Name<<endl;
cout<<(*it)->m_Age<<endl;
}
}
void test(){
vector<vector<int>> v;
//创建子容器
vector<int> v1,v2,v3,v4;
for(int i = 0;i<4;i++){
v1.push_back(i+1);
v2.push_back(i+2);
v3.push_back(i+3);
v4.push_back(i+4);
}
//将小容器插入大容器中
v.push_back(v1);
v.push_back(v2);
v.push_back(v3);
v.push_back(v4);
//遍历：
for(vector<vector<int>>::iterator it = v.begin();it != v.end();it++){
for(vector<int>::iterator vit = it.begin();vit != it.end();vit++){
cout << (*vit) << endl;
}
}
}
vector的构造函数
vector的容量和大小
vector插入和删除
vector数据存取
vector互换容器
两个容器的元素进行互换
实际用途：使用swap可以收缩内存空间
vector<int>v;
for(int i = 0;i<100000;i++){
v.push_back(i);
}
//此时v的容量为130000+，而实际大小为100000
v.rsize(3);//重新指定v的长度为3，多出的元素被容器删除，但
vector<int>(v).swap(v);
//根v创建一个匿名对象，
//匿名对象指向的内存空间和v指向的匿名空间交换
//匿名对象在这个语句执行之后就被释放了
//v之前创建的100000空间也随之释放。
//而新创建的匿名对象的大小按照v来创建的，所以大小为3
vector预留空间
不用频繁拷贝容器。
string容器
string是c++风格的字符串，而string本质上是一个类
string和char 的区别：
1.char 是一个指针
2.string是一个类，类内部封装了char，管理这个字符串，是char型的一个容器
string的构造函数：
1.string();//创建一个空的字符串
string(const char *s)//使用字符串s初始化
2.string(const string &s);//使用一个string对象初始化另一个string对象
3.string(int n,char c);//使用n个字符c初始化
字符串赋值
字符串拼接
string的查找和替换
find和rfind的区别：rfind从右往左查找 find从左往右查找
string字符存取
deque容器（双端数组）
双端数组，可以对头端进行插入、删除操作
deque内部有个中控器，维护每段缓冲区的内容，缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址，使得使用deque时像一片连续的内存空间，
头尾插入时，从缓冲区内空的空间进行插入;如果没有空间了，则会开辟新的缓冲区，在中控器中记录开辟的新缓冲区的地址。
构造函数
赋值操作
大小改变操作
插入和删除
数据存取
排序
从小到大，升序排列
stack（栈）
queue(队列)
*list（链表）
链表的组成:由一系列的结点组成
结点的组成：一个时存储数据元素的数据域，另一个时存储下一个结点地址的指针域
优点：可以从任意位置插入或删除元素
缺点：遍历速度没有vector快，占用空间更大
赋值函数
构造函数
大小改变
插入和删除
数据存取
反转和排序
反转：队尾变队头，队头变队尾
自定义数据类型的排序
class person{
public :
string name;
int age;
int height;
person(string name,int age,int height){
this->name = name;
this->age = age;
this->height = height;
}
};
//写排序回调函数,按照年龄从小到大，如果年龄相同则按身高从高到底
bool comparePerson(person &p1,person &p2){
if (p1.age == p2.age){
return p1.height > p2.height;
}
return p1.age < p2.age;
}
void test(){
list<person> l;
//插入数据
person p1("张三",45,160);
//……
l.push_back(p1);
//遍历
for(list<person>::iterator it = l.begin();it != l.end();it++){
cout <<"姓名:"<<(*it).name;
}
//排序
l.sort(comparePerson);
}
SET/multise容器
set：
所有元素都会在插入时被自动排序(默认从小到大)
本质：
属于关联式容器，底层结构是用二叉树实现
set和multise的区别
- set不允许容器中有重复的元素
如果有重复元素不会报错，但是不会插入成功
- multise允许容器中有重复的元素
插入数据删除数据
只有insert方法，不是pop_back
set<int> s;
pair<set<int>::iterator,bool> ret = s.insert(10);
if(ret.second){
cout <<"第一次插入成功"<<endl;
}else{
cout <<"第一次插入失败"<<endl;
}
大小改变
set查找和统计
改变set排序
利用仿函数，可以改变排序规则
class myComapare{
public：
bool operator(int v1,int v2){
return v1>v2;
}
}
void test(){
//默认排序
set<int> s;
s.insert(10);
s.insert(20);
s.insert(30);
s.insert(40);
//自定义排序
set<int,myComapare>s2;
}
自定义数据类型，都会指定排序规则
主要实现为：写仿函数（重写()）
map&&multimap
- map中所有元素都是pair
- pair中第一个元素为key(键值)，起到索引作用，第二个元素为value(实际的值)
- 所有元素都会根据元素的键值自动排序
map属于关联式容器，底层结构式用二叉树实现
map&&multimap的区别
- map不允许容器中有重复key值的元素
- multimap允许容器中有重复键值的元素
//创建map容器
map<int,int> m;
//插入
//第一种
m.insert(pair<int,int>(1,10));
//第二种
m.insert(make_pair(2,20));
//第三种
m.insert(map<int,int>::value_type(3,30));
//第四种
m[4]=40;
//删除
//第一种
m.erase(m.begin());
//第二种
//按照key删除
m.erase(3);
//第三种
//全清空
m.clear();
map查找和统计
对于map，结果为0或者1
multimap，结果>=0的整数
map自定义排序
写一个有仿函数的类（自定义类型必须要指定排序规则）
class myComapare{
public：
bool operator(int v1,int v2){
return v1>v2;
}
}
算法
算法在使用时，需要包含头文件
#include<algorithm>
函数对象
重载函数调用操作符的类，其对象被称为函数对象
函数对象使用重载（）时，行为类似函数调用，也叫仿函数。
- 函数对象可以作为参数传递
### 谓词 仿函数，返回值类型是bool数据类型，称为谓词 #### 一元谓词 入参只有一个元素 ###### find_if() 查找容器中有满足某个条件的数据 ```cpp class person{ public: string name; int age; }
class biger5{
public :
bool operator()(person &a){
return a.age>18;
}
}
void test(){
vector v;
v.pop_back(person p1(“张三”,20));
v.pop_back(person p2(“李四”,2));
vector<person>::iterator it = find_if(v.begin()，v.end(),biger5());
if(it == v.end()){
cout << "未找到"<<endl;
}else{
cout << "找到了名称为"<< (*t).name<<endl;
}
}
<a name="Kphtz"></a>
###### 二元谓词
**入参有两个元素**<br />改变sort的排序策略，需要出参写一个bool，入参两个元素。<br />return a>b;//从大到小排列<br />return a<b;//从小到大排列
<a name="EqX9D"></a>
###### 算术仿函数
<br />使用内建（c++定义好的）函数对象时，需要引入头文件<br />**#include <functional>**
<a name="Nzc2a"></a>
###### 关系仿函数
<a name="DpQ24"></a>
###### 逻辑仿函数
<a name="CKSC2"></a>
###### 遍历仿函数
func为回调函数<br /><br />遍历并搬运赋值到另一个容器<br />
<a name="ocW3a"></a>
###### 常用查找算法
<br /><br /><br /><br />cout满足条件的元素数量<br />
<a name="pLIrh"></a>
###### 常用排序算法
<br /><br /><br />
<a name="SIyDI"></a>
###### 拷贝和替换算法
<br /><br /><br /><br />
<a name="FLQ1S"></a>
###### 常用算术生成算法
<br /><br />容器创建完成之后再在其中填充值<br />
<a name="cg0Gy"></a>
###### 常用集合算法
<br /><br /><br /><br />三个仿函数的返回值都是集合的最后一个元素的位置。<br />输出时，在返回值处结束就行，不然多开辟的空间会输出默认值。
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