C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計-期末知識總結(jié)

第第頁C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計--期末知識總結(jié)本次學習涵蓋了八個章節(jié)的知識點，認識了面向?qū)ο蟮幕静僮?，會做一些簡單的小系統(tǒng)，比以往更廣泛地了解了C++語言。首先是主要的知識點介紹，最后是我的一些學習感想。關(guān)于知識結(jié)構(gòu)，我想把類和對象的定義放在前面對象：是應用領(lǐng)域中明確角色的實體，有狀態(tài)、行為和標識。類：為描述一組對象在結(jié)構(gòu)和行為上的共性，可以創(chuàng)建抽象數(shù)據(jù)類型，對一組具有相同結(jié)構(gòu)和行為的對象的抽象描述，大致分為屬性、操作。一、指針和引用（一）指針的特點指針持有一個對象的地址，稱為指針“指向”該對象；通過指針可以間接操縱它指向的對象。（二）定義指針變量的語法類型指針變量;每個指針都有相關(guān)的類型，要在定義指針時指出，例如：intpi;（三）取地址運算符“&”指針存放指定類型對象的地址，要獲取對象的地址，使用取地址運算符“&”。intival=120;int*pi=&ival;//pi存放int變量ival的地址//或者說pi指向ivalcharch=‘a(chǎn)’,*pc=&ch;//pc指向字符型變量ch（四）const限定指針指向const對象的指針（非const）：consttypecp;或者typeconstcp;cp是指向常量的指針，它所指向的內(nèi)存中的內(nèi)容不可以改變，即cp的值不能改變。指向非const對象的const指針：typeconstcp=initAddressValue;cp是常量指針，初始化后值不能改變，指向固定的單元。二、結(jié)構(gòu)體和string（一）結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體把一組來自不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起構(gòu)成復合類型，其中的每個數(shù)據(jù)都是結(jié)構(gòu)體的成員。結(jié)構(gòu)體由關(guān)鍵字struct定義，語法形式：struct結(jié)構(gòu)體類型名{成員聲明;};結(jié)構(gòu)體的成員不能獨立使用，必須由結(jié)構(gòu)體類型的變量通過成員選擇運算符“.”來選擇，或者由結(jié)構(gòu)體類型的指針通過“->”運算符選擇。結(jié)構(gòu)體默認數(shù)據(jù)類型、成員函數(shù)為公有。（二）標準庫類型stringstring表示可變長度的字符序列字符串是對象，使用string類時要包含頭文件string類的功能大致如下：1、各種初始化方式2、字符串之間的復制、比較、連接3、查詢字符串長度和判斷字符串是否為空4、訪問字符串中的單個字符String可以看作是字符串數(shù)組，可通過遍歷讓其輸出全部字符串，如：cout<<“Lengthofs1is:”<<s1.size()<<endl;//逐個輸出s1中的字符for(size_ti=0;i<s1.size();++i)cout<<s1[i]<<"“;關(guān)于String的讀寫，這里主要介紹兩種方法：while（cin）和getline（）函數(shù)1、//讀取輸入流中的單詞，直到文件結(jié)束，即遇到空格返回循環(huán)stringword;while(cin>>word)cout<<word<<endl;2、//每次讀取一行文本，直到文件結(jié)束stringline;while(getline(cin,line))cout<<line<<endl;獲取string對象的長度：函數(shù).size()或者.length()判斷stirng對象是否為空：stringObj.empty();比較string對象：可以用關(guān)系運算符比較兩個字符串對象兩個string相等意味著它們的長度相同，并且所包含的字符也完全相同，字符串的大小關(guān)系依照字典順序定義且區(qū)分大小寫字母。strings1=“hello”;strings2=“helloworld”;//s2>s1strings3=“Hello”;//s3<s1,s3<s2（三）標準庫類型vector1、vector的特點：表示對象的集合，其中所有對象的類型都相同，可以通過索引訪問各個對象；vector是對象，其中容納著其他對象，被稱為容器。2、vector的用法：vector是長度可變的向量，可替代內(nèi)置數(shù)組，要使用vector，必須包含頭文件。3、定義和初始化vector：//列表初始化vectorsvec1{“how”,“are”,“you”};//3個元素vectorsvec2(“how”,“are”,“you”);//錯誤：括號//創(chuàng)建指定數(shù)量的元素vectorivec(10,1);//ivec包含10個int元素都初始化為1vectorsvec(10,“hi”);//10個string對象"hi”//值初始化vectorivec(10);//ivec包含10個int元素都初始化為0vectorsvec(10);//svec包含10個string對象，默認為空4、在vector中添加和刪除元素vector的大小可以動態(tài)變化，并且可以在初始化時指定vector對象的大小和初始值；常見用法是創(chuàng)建一個空vector，根據(jù)需要動態(tài)添加元素。增加：push_back()將一個值添加到vector的末尾，并使vector的大小增加刪除：pop_back()刪除vector對象末尾的元素（四）迭代器1、定義：迭代器類似于指針類型，提供對對象的間接訪問，在容器或string對象上使用，指向的對象是容器中的元素或string中的字符。訪問標準容器的元素的通用方法是使用迭代器；可以訪問容器中的某個元素，也可以在容器上移動。標準庫容器迭代器的類型：iterator、const_iterator2、begin（）和end（）begin()返回指向第一個元素或字符的迭代器end()則返回指示容器或string的最后一個元素的下一個位置的迭代器begin()返回指向第一個元素或字符的迭代器end()則返回指示容器或string的最后一個元素的下一個位置的迭代器（五）文件流具體步驟：（1）新建一個文件流對象讀文件用ifstream，寫文件用ofstream；（2）把文件流對象和文件關(guān)聯(lián)起來打開文件，使用文件流的open函數(shù)；可以指定打開文件的模式（3）操作文件流使用與終端I/O相同的操作讀寫文件（4）關(guān)閉文件流使用文件流的close函數(shù)三、函數(shù)（一）基本定義函數(shù)是一個命名的代碼塊，通過調(diào)用函數(shù)可以執(zhí)行相應的代碼，用來實現(xiàn)各種算法，完成特定的任務。包括庫函數(shù)，程序員自定義的函數(shù)。C++程序由函數(shù)構(gòu)成，函數(shù)之間通過傳遞參數(shù)和返回值進行通信。函數(shù)定義的語法形式為：返回類型函數(shù)名(參數(shù)列表){函數(shù)體}返回類型為void無需返回內(nèi)容。（二）參數(shù)傳遞參數(shù)傳遞是指用函數(shù)調(diào)用的實參來初始化函數(shù)形參存儲區(qū)的過程。1、按值傳遞把實參的值復制到形參的存儲區(qū)中，即用實參值初始化形參。inttest(intleft,intright){returnleft+right;}intmain(){intlval=2;intrval=3;intresult=test(lval,rval);}2、Const使用const限定可以避免實參被修改（三）函數(shù)重載如果同一個作用域內(nèi)的幾個函數(shù)名字相同但形參列表不同，則它們是重載函數(shù)，調(diào)用重載函數(shù)時，編譯器會根據(jù)實參的類型推斷出要調(diào)用的是哪個函數(shù)。voidprint(constintb,constinte){…}voidprint(constintia[],size_tsize){…}voidprint(constcharcp){…}intarr[5]={1,2,3,4,5};print(“Hello!”);//調(diào)用print(constchar)print(arr,5);//調(diào)用print(constint,size_t)print(begin(arr),end(arr));//調(diào)用print(constint,constint)（四）作用域和存儲類別1、對象的生存期：是指程序執(zhí)行過程中對象存在的時間，對象的生存期與對象的作用域和存儲類別密切相關(guān)。2、名字的作用域：程序的一段區(qū)域，名字的作用域指的是該名字可以在哪些程序文本區(qū)使用。3、對象的存儲類別：創(chuàng)建對象時分配內(nèi)存空間的方式和內(nèi)存空間的類型。C++程序中對象的存儲類別有靜態(tài)存儲、自動存儲、動態(tài)存儲。四、類與對象對象是數(shù)據(jù)和操作的封裝體;將數(shù)據(jù)和操作捆綁在一起，并加上訪問控制，稱為封裝.數(shù)據(jù)描述對象的屬性，操作描述對象的行為。（一）訪問控制和封裝信息和實現(xiàn)隱藏：控制對類中不同成員的訪問，對客戶程序員隱藏實現(xiàn)信息，客戶程序員只對類的接口編程，C++通過限定成員的訪問權(quán)限來實現(xiàn)信息隱藏（二）訪問限定符關(guān)鍵字public、private和protected被稱為訪問限定符訪問限定符在類定義中使用，一般語法為struct類名{public:公有成員聲明;private:私有成員聲明;protected:被保護成員聲明;};增加了成員訪問限定的類，內(nèi)部的安全性與一致性加強，降低了客戶程序員操縱該類型的復雜程度，只使用public部分提供的操作，不需了解類的內(nèi)部表示，類設(shè)計者改變類的內(nèi)部工作方式時客戶程序不受影響。只要public部分的聲明沒有改變，則不會影響之前使用該類的客戶程序代碼。C++引入了一個關(guān)鍵字class來定義類class和struct定義的類稍有區(qū)別如果class的成員沒有設(shè)置訪問限定符，則默認為private（三）訪問器和修改器將數(shù)據(jù)成員限定為private，并提供public成員函數(shù)來對其進行訪問，這種成員函數(shù)被稱為訪問器（accessor）和修改器（mutator）常以一對getX()和setX()函數(shù)的形式出現(xiàn)一對重載函數(shù)的形式，如坐標點的x軸數(shù)據(jù)int_x;intx();voidx(intnewX);對bool成員，如電視機是否打開的數(shù)據(jù)boolpowerOn;boolon();voidturnOn();voidturnOff();與直接訪問數(shù)據(jù)成員相比，訪問器和修改器更好地體現(xiàn)了封裝性可以在修改器中進行數(shù)據(jù)有效性的驗證，從而確保對象不會因外部修改而處于無效的狀態(tài)（四）this指針每個成員函數(shù)都有一個隱含的參數(shù)，指向接收消息的對象，稱為this指針，X類的this指針的類型是X；this指針是一個常量，含有當前實施調(diào)用的對象的地址。不能改變this指針的值，也不能取this指針的地址。五、對象的初始化、復制和銷毀（一）對象的初始化1、默認初始化如果定義對象時沒有指定初值，對象被默認初始化，調(diào)用類中的默認構(gòu)造函數(shù)。2、直接初始化使用等號“=”，容易和賦值混為一談賦值和初始化不同，是對已經(jīng)存在的對象進行的，含義是清除對象當前的值，寫入新的值來代替3、拷貝初始化用等號“=”初始化一個對象時，執(zhí)行拷貝初始化，編譯器用等號右邊的初始值創(chuàng)建一個對象，復制給新創(chuàng)建的對象等號右邊的初始值只能有一個，調(diào)用與初始值類型匹配的構(gòu)造函數(shù)4、列表初始化用花括號“{}”中的初始值構(gòu)造對象，調(diào)用相應的構(gòu)造函數(shù)，與直接初始化類似花括號可以是初始值列表，用來初始化數(shù)組的每個元素此時對每個值調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建數(shù)組元素如果初始值的個數(shù)少于數(shù)組大小，對后面的元素調(diào)用默認構(gòu)造函數(shù)初始化（二）默認構(gòu)造函數(shù)可不提供實參就能調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)稱為默認構(gòu)造函數(shù)例如，HaveAll()是HaveAll類的默認構(gòu)造函數(shù)在定義對象時如果沒有提供初始值，或不便提供初始值時，調(diào)用默認構(gòu)造函數(shù)進行初始化Xax[100];需要調(diào)用X()來初始化數(shù)組的每個元素默認構(gòu)造函數(shù)可以是沒有形參的構(gòu)造函數(shù)（三）析構(gòu)函數(shù)對象離開作用域時析構(gòu)函數(shù)會被自動調(diào)用同一作用域的對象析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用次序和構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用次序相反（四）拷貝構(gòu)造函數(shù)Xone;Xtwo(one);//用one初始化同類型對象two用one初始化two時需要構(gòu)造函數(shù)X(X&)，稱為拷貝構(gòu)造函數(shù)如果在類中沒有定義這樣的構(gòu)造函數(shù)，編譯器會自動合成一個，默認的行為是逐個成員復制Xtwo(one)就是用one中的每個成員分別去初始化two的每個對應的成員，這種行為也稱為淺復制。六、運算符重載（一）基本概念運算符重載：將運算符看作是一種特殊的函數(shù)，操作數(shù)是函數(shù)的參數(shù)，運算結(jié)果是函數(shù)的返回值。如果運算符被看作是函數(shù)，自然也可以像函數(shù)一樣重載，已見過的運算符重載現(xiàn)象；移位運算符>>和<<，用作流輸入和輸出運算符。重載的運算符：定義重載運算符和定義普通函數(shù)類似，函數(shù)名由關(guān)鍵字operator和其后要定義的運算符組成。例如：operator=,operator<<,operator+返回類型：運算結(jié)果的類型參數(shù)表：提供參與運算的操作數(shù)；參數(shù)個數(shù)取決于運算符的操作數(shù)個數(shù)和運算符函數(shù)是成員函數(shù)還是非成員函數(shù)。函數(shù)體：進行運算，返回運算結(jié)果，即表達式的值。（二）常用運算符的重載用成員函數(shù)重載一元運算符用非成員函數(shù)重載一元運算符注意：對于類類型的參數(shù)，如果僅僅只是讀參數(shù)的值，而不改變參數(shù)，應該作為const引用來傳遞。普通算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符都不會改變參數(shù)，所以以const引用作為參數(shù)傳遞方式。當運算符函數(shù)是類的成員函數(shù)時，就將其定義為const成員函數(shù)。七、組合與繼承（一）組合將一個類的對象作為另一個類的成員，被稱作組合或包含。classEngine{…};classWheel{…};classCar{Enginee;Wheelwheels[4];//…};注意：成員對象是組合對象的一部分，隨著組合對象的創(chuàng)建而創(chuàng)建，隨著組合對象的撤銷而撤銷。成員對象不作為獨立元素對外部展現(xiàn)。（二）繼承繼承：在已有類的基礎(chǔ)上創(chuàng)建新類的過程，比方說：一個B類繼承A類，或稱從類A派生類B。被繼承的已有類稱為基類；繼承得到的新類稱為派生類；派生類可以再被繼承，這樣構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)稱為繼承層次。語法舉例：某大學的學生管理程序中可能有如下的學生類studentclassstudent{stringname;intstudent_id;stringdepartment;public:student(stringnm,intid,stringdp);voidprint()const;};如果對研究生還要處理更多的信息，例如論文題目，student類型就不能滿足需要?？梢灾匦露x研究生類如下：classgrad_student{stringname;intstudent_id;stringdepartment;stringthesis;public:grad_student(stringnm,intid,stringdp,stringth);voidprint()const;};類繼承關(guān)系的語法形式class派生類名:基類名表{數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)聲明};基類名表構(gòu)成訪問控制基類名1，訪問控制基類名2，…，訪問控制基類名n訪問控制表示派生類對基類的繼承方式，使用關(guān)鍵字：public公有繼承private私有繼承protected保護繼承（三）重名人員派生類定義了與基類同名的成員，在派生類中訪問同名成員時屏蔽了基類的同名成員。在派生類中使用基類的同名成員，顯式地使用類名限定符：類名::成員voidprintAB(){A::print();//派生類對象調(diào)用基類版本同名成員函數(shù)print();//派生類對象調(diào)用自身的成員函數(shù)}};intmain(){Bb;b.A::print();b.printAB();}（四）派生類中訪問靜態(tài)成員基類定義的靜態(tài)成員，將被所有派生類共享（基類和派生類共享基類中的靜態(tài)成員），根據(jù)靜態(tài)成員自身的訪問特性和派生類的繼承方式，在類層次體系中具有不同的訪問性質(zhì)。派生類中訪問靜態(tài)成員，用以下形式顯式說明：類名::成員或通過對象訪問對象名.成員（五）基類的初始化在創(chuàng)建派生類對象時用指定參數(shù)調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)來初始化派生類繼承基類的數(shù)據(jù)派生類構(gòu)造函數(shù)聲明為派生類構(gòu)造函數(shù)(變元表):基類(變元表),對象成員1(變元表)…對象成員n(變元表)；構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行順序：基類對象成員派生類八、虛函數(shù)與多態(tài)多態(tài)性（Polymorphism）是指一個名字，多種語義；或界面相同，多種實現(xiàn)。重載函數(shù)是多態(tài)性的一種簡單形式。虛函數(shù)允許函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體的聯(lián)系在運行時才進行，稱為動態(tài)聯(lián)編。（一）虛函數(shù)和動態(tài)聯(lián)編冠以關(guān)鍵字virtual的成員函數(shù)稱為虛函數(shù)，實現(xiàn)運行時多態(tài)的關(guān)鍵首先是要說明虛函數(shù)，另外，必須用，基類指針調(diào)用派生類的不同實現(xiàn)版本。例：classbase{public:virtualvoidvf1();virtualvoidvf2();virtualvoidvf3();voidf();};classderived:publicbase{public:voidvf1();//虛函數(shù)voi