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二、面向对象基础
1. 类与对象
1.1 核心概念
类（Class）
- 定义：抽象描述具有共同特征和行为的对象模板
- 本质：代码复用的蓝图，定义数据（属性）与操作（行为）的集合
- 命名规范：大驼峰命名法（如
MobilePhone）
对象（Object）
- 定义：类的具体实例化实体
- 生命周期：创建到销毁的整个过程
- 内存分配：分为栈对象（自动释放）和堆对象（手动管理）
思考：对象是否可以脱离类存在？
不可以。类是对象的抽象模板，没有类定义的对象无法创建。
1.2 类的构成要素
// 手机类示例
class MobilePhone {
public:// 属性（成员变量）string brand;string model;int weight;// 行为（成员函数）void play_music() {cout << "来财，憋老仔" << endl;}void run_game() {cout << "无畏契约、LOL、CF、永杰物件、原神、梦幻西游、第五人格、三国杀、火影忍者、小鳄鱼爱洗澡、完蛋我被美女包围了、天天酷跑、森林冰火人、黑猴、狼人杀、腐蚀、三角洲、古墓丽影、塞尔达、王者荣耀、奇迹暖暖、逆战、dnf、cs" << endl;}void call() {cout << "给女神打，您拨打的电话正在通话中，请稍后在播" << endl;}
};
1.3 对象内存管理
栈对象 vs 堆对象
| 特性 | 栈对象 | 堆对象 |
|---|---|---|
| 创建方式 | MobilePhone mp; | MobilePhone* mp = new MobilePhone; |
| 生命周期 | 自动释放（离开作用域） | 需手动delete释放 |
| 访问方式 | . 操作符 | -> 操作符 |
| 内存泄漏风险 | 无 | 高（需手动管理） |
代码示例
// 栈对象示例
void stackExample() {MobilePhone mp; // 栈内存分配mp.brand = "华为";mp.model = "遥遥领先";mp.weight = 500;cout << mp.brand << " " << mp.model << " " << mp.weight << endl;mp.play_music();mp.run_game();mp.call();// 函数结束时自动销毁
}// 堆对象示例
void heapExample() {MobilePhone* mp = new MobilePhone; // 堆内存对象mp->brand = "小米";mp->model = "mi6";mp->weight = 200;cout << mp->brand << " " << mp->model << " " << mp->weight << endl;mp->play_music();mp->run_game();mp->call();delete mp; // 必须手动释放mp = nullptr;// 防止野指针
}1.4 构造函数
构造函数规则表
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 命名规则 | 与类名完全一致 |
| 返回值 | 无返回值类型 |
| 自动调用时机 | 对象创建时（栈/堆） |
| 默认构造 | 无参构造函数，未定义其他构造时自动生成 |
多样化构造方式
class PhoneBuilder {
private:string brand;string os;public:// 默认构造PhoneBuilder() : brand("Unknown"), os("No OS") {}// 全参构造PhoneBuilder(string b, string o) : brand(b), os(o) {}// 参数默认值构造PhoneBuilder(string b, string o = "Android") {brand = b;os = o;}
};// 使用示例
PhoneBuilder a; // 调用默认构造
PhoneBuilder b("Xiaomi", "MIUI"); // 全参构造
PhoneBuilder c("OPPO"); // 参数默认值构造1.5 拷贝构造函数
浅拷贝 vs 深拷贝
| 类型 | 实现方式 | 内存风险 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 浅拷贝 | 直接复制成员变量的值 | 高（指针共享） | 简单数据类型 |
| 深拷贝 | 为新对象分配独立内存空间 | 低 | 包含动态内存对象 |
代码示例
// 浅拷贝（存在隐患）
class ShallowCopy {
private:int* data;
public:ShallowCopy(int val) { data = new int(val); }~ShallowCopy() { delete data; }
};// 深拷贝（安全实现）
class DeepCopy {
private:int* data;
public:DeepCopy(int val) { data = new int(val); }DeepCopy(const DeepCopy& other) { data = new int(*other.data); }~DeepCopy() { delete data; }
};1.6 析构函数
class ResourceHandler {
private:FILE* filePtr;
public:ResourceHandler(string path) {filePtr = fopen(path.c_str(), "r");}~ResourceHandler() {if(filePtr) fclose(filePtr); // 自动资源释放}
};
2. 封装
2.1 访问控制实践
class SecurePhone {
private: // 仅类内可访问string secretCode;public: // 对外接口void setCode(string code) {if(code.length() == 6) secretCode = code;}string getCode() const {return "****-" + secretCode.substr(3,2);}
};封装优势
- 数据隐藏：防止非法访问
- 接口统一：修改内部实现不影响外部调用
- 逻辑解耦：分层架构的基础
3. 静态成员与作用域
3.1 静态成员变量
class Test {
public:static int sharedCounter; // 类级共享Test() { sharedCounter++; }
};int Test::sharedCounter = 0; // 类外初始化3.2 单例模式
class Singleton {
private:static Singleton* instance;Singleton() {}
public:static Singleton* getInstance() {if(instance == nullptr) {instance = new Singleton();}return instance;}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;4. 关键字与高级特性
4.1 const约束
class ImmutableData {
private:const int id;
public:ImmutableData(int id) : id(id) {} // 初始化列表int getID() const { return id; } // 常量成员函数
};4.2 this指针
class ChainCall {
private:int value;
public:ChainCall& add(int num) {this->value += num; // 解决成员变量遮蔽return *this; // 返回自身引用}
};