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1.初识面向对象

1.1 面向对象概念

面向对象是一种软件开发方法和编程范式，它将现实世界中的事物抽象为对象，以对象为核心来进行程序设计和开发

1.2 对象和类的概念

对象：是面向对象编程的核心概念，它是对现实世界中实体的抽象表示。每个对象都具有自己的属性（用于描述对象的特征）和方法（用于表示对象能够执行的操作）。例如，一个 “汽车” 对象，它可能有颜色、品牌、速度等属性，以及启动、加速、刹车等方法。
类：是具有相同属性和方法的对象的抽象模板或蓝图。它定义了一类对象所共有的特征和行为。例如，“汽车” 类可以定义汽车普遍具有的属性和方法，而具体的某一辆汽车则是 “汽车” 类的一个实例对象。

由对象抽象出类 ；由类实例化出对象

1.3 面向对象三大特性

1.封装
把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。类将成员变量和成员函数封装在类的内部，根据需要设置访问权限，通过成员函数管理内部状态。
2.继承
继承所表达的是类之间相关的关系，这种关系使得对象可以继承另外一类对象的特征和能力。
继承的作用：避免公用代码的重复开发，减少代码和数据冗余。
3.多态
多态性可以简单地概括为“一个接口，多种方法”，字面意思为多种形态。程序在运行时才决定调用的函数，它是面向对象编程领域的核心概念。

2.类的定义

2.1 类的组成与基本格式

1. 组成

1. 数据，相当于现实世界中的属性，称为数据成员;

2. 对数据的操作，相当于现实世界中的行为，称为成员函数。

2.类的定义

class 类名{//类的定义//……void fun(){}  //成员函数int _a;          //数据成员
};//类也可以先声明，后完成定义
class 类名;//类的声明class类名{//类的定义//……
};

3.比如定义一个汽车类

class Car
{char _name[20];int _price;
};

2.2 访问修饰符

class中的所有的成员都拥有自己的访问权限，分别可以用三个访问修饰符进行修饰

1. public: //公有的访问权限，在类外可以通过对象直接访问公有成员

class Car
{
public:char _name[20];int _price;
};void test(void)
{Car c;c.price=100   //可以
}

2.protected: //保护的访问权限，在本类中和派生类中可以访问，在类外不能通过对象直接访问
3. private: //私有的访问权限，在本类之外不能访问，比较敏感的数据设为private，类定义中可以访问。

class Car
{
private:char _name[20];int _price;
};void test(void)
{Car c;c.price=100   //不可以
}

我们定义好一个Car的类，假设站在代工厂的视角，这个Car类拥有两个属性——品牌与价格；三个行为——设置品牌与设置价格和打印；

#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;//类名每个单词首字母大写（建议）
class Car
{
public:void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void setPrice(int price){_price = price;}void print(void){cout << "name=" << _name << endl;cout << "price=" << _price << endl;}private://属性名前加_与其他变量名区分char _name[20];int _price;
};void test(void)
{Car c1; //定义Car类的对象；//调用成员c1.setName("大众");c1.setPrice(100000);c1.print();
}int main(void)
{test();return 0;
}

2.3 c++对struct的增强

1. c中定义结构体变量需要加上struct关键字，c++不需要。
2. c中的结构体只能定义成员变量，不能定义成员函数。c++即可以定义成员变量，也可以定义成员函数。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;//类名每个单词首字母大写（建议）
struct Car
{
public:void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void setPrice(int price){_price = price;}void print(void){cout << "name=" << _name << endl;cout << "price=" << _price << endl;}private://属性名前加_与其他变量名区分char _name[20];int _price;
};void test(void)
{Car c1; //定义Car类的对象；//调用成员c1.setName("大众");c1.setPrice(100000);c1.print();
}int main(void)
{test();return 0;
}

2.4 c++中struct与class的对比

C++ 对 struct 关键字扩展了其功能, 和 class 的功能⼏乎等价, 区别主要体现在默认访问权限上，struct 的成员默认访问权限是 public, class 的成员默认访问权限是 private

2.5 成员函数的定义

1.在类内实现

class Car
{
public:void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void setPrice(int price){_price = price;}void print(void){cout << "name=" << _name << endl;cout << "price=" << _price << endl;}private://属性名前加_与其他变量名区分char _name[20];int _price;
};

2.在类外实现

//类名每个单词首字母大写（建议）
class Car
{
public:void setName(const char* name);void setPrice(int price);void print(void);private://属性名前加_与其他变量名区分char _name[20];int _price;
};void Car:: setName(const char* name)
{strcpy(_name, name);
}
void Car::setPrice(int price)
{_price = price;
}
void Car::print(void)
{cout << "name=" << _name << endl;cout << "price=" << _price << endl;
}

3. 对象的创建

对象本质上就是⼀块内存，这块内存中存放的是创建这个对象的类描述的数据.

3.1 在栈上创建对象

在函数内部，⽤类定义⼀个变量, 这个变量就是栈上创建的对象；在函数调⽤结束的时候，栈上分配的内存会⾃动释放掉, 这个对象也就销毁掉了。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;class Person
{
public:void setAge(int age){_age = age;}void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void print(){cout << "name=" << _name << endl;cout << "age=" << _age << endl;}
private:int _age;char _name[20];
};void test(void)
{Person p1;p1.setName("张三");p1.setAge(20);p1.print();
}
int main(void)
{test();return 0;
}

3.2 在静态区创建对象

静态区对象的特点
1.静态区对象在程序启动时就被创建，直到程序结束才会被销毁。
2.静态区对象在整个程序生命周期内都存在，只会被初始化一次

#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;class Person
{
public:void setAge(int age){_age = age;}void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void print(){cout << "name=" << _name << endl;cout << "age=" << _age << endl;}
private:int _age;char _name[20];
};void test(void)
{static Person p1;p1.setName("张三");p1.setAge(20);p1.print();
}
int main(void)
{test();return 0;
}

3.3 在堆区创建对象

#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;class Person
{
public:void setAge(int age){_age = age;}void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void print(){cout << "name=" << _name << endl;cout << "age=" << _age << endl;}
private:int _age;char _name[20];
};void test(void)
{Person* p1 = new Person();p1->setName("张三");p1->setAge(20);p1->print();// 释放堆区内存，防止内存泄漏delete p1;p1 = nullptr;
}int main(void)
{test();return 0;
}

4.构造函数

1.概念：构造函数是⼀个特殊的成员函数，名字和类名相同，没有返回值，创建类类型对象时，⾃动调⽤，在对象的⽣命周期内只能调⽤⼀次，保证每个数据成员都有⼀个合适的初始值。
2.作用：用来初始化数据成员的

#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;class Person
{
public:void setAge(int age){_age = age;}void setName(const char* name){strcpy(_name, name);}void print(){cout << "name=" << _name << endl;cout << "age=" << _age << endl;}//无参构造函数Person(){cout << "我是无参构造函数" << endl;strcpy(_name, "张三");_age = 20;}//有参构造函数Person(const char*name,int age){cout << "我是有参构造函数" << endl;strcpy(_name, name);_age = age;}
private:int _age;char _name[20];
};void test(void)
{Person p1;p1.print();Person p2("李四", 20);p2.print();
}int main(void)
{test();return 0;
}

3.总结

（1）函数名和类名⼀样
（2）没有返回值
（3）创建对象的时候，⾃动调⽤
（4）如果在设计⼀个类的时候，没有⼿动添加构造函数，编译器会根据需要⾃动添加添加⼀个默认的⽆参构造函数
（5）如果⾃⼰添加了构造函数，编译器就不会再添加默认构造函数
（6）构造函数不能⽤ const 修饰
（7）构造函数不能是虚函数
（8）构造函数可以重载

5.练手

1.编写⼀个类描述时间对象，可以设置⼩时、分钟、秒，也可以输出设置的时间

#include<iostream>
#include<cstring>
using std::endl;
using std::cout;class Time {public:void setH(int h){_h = h;}void setM(int m){_m = m;}void setS(int s){_s = s;}void print(){cout << "时间：" << _h << "点" << _m << "分" << _s << "秒" << endl;}//无参构造Time(){_h = 0;_m = 0;_s = 0;}
private:int _h;   //时int _m;   //分int _s;   //秒
};void test(void)
{Time t;t.print(); //打印出构造函数里的默认值t.setH(20);t.setM(30);t.setS(50);t.print();
}int main(void)
{test();return 0;
}

2.请设计一个Person类，Person类具有name和age属性，提供初始化函数，并提供对name和age的读写函数(set，read)，但必须确保age的赋值在有效范围内(0-100),超出有效范围，则拒绝赋值，并提供方法输出姓名和年龄。

#include <iostream>
#include <string>
using std::endl;
using std::cout;
using std::string;
using std::cin;class Person {
public:// 确保age的有效赋值（0 - 100）bool c_Age(int age) {if (age < 0 || age > 100) {cout << "年龄错误，请输入 0 到 100 之间的年龄。" << endl;return false;}return true;}// 有参构造函数Person(int age, string name) {if (c_Age(age)) {_age = age;_name = name;}else {_age = 0;_name = " ";}}// 对年龄和姓名的写权限bool setAge(int age) {if (c_Age(age)) {_age = age;return true;}return false;}void setName(string name) {_name = name;}// 对年龄和姓名的读权限int read_Age() const {return _age;}string read_Name() const {return _name;}// 输出姓名和年龄void print() const {cout << "name=" << _name << "; ";cout << "age=" << _age << endl;}private:int _age;string _name;
};void test() {Person p(0, "张三");   // 利用有参构造函数初始化；cout << "打印默认值：";p.print();cout << "设置姓名：";string name;cin >> name;p.setName(name);cout << "设置年龄: ";int age;cin >> age;while (!p.setAge(age)) {cout << "请重新输入年龄: ";cin >> age;}// 读权限cout << "读取到的数据：";cout << p.read_Age() << "; " << p.read_Name() << endl;cout << "打印：" << endl;p.print();
}int main() {test();return 0;
}