系列文章目录
c++难点&核心笔记(一)
继续接着上一章记录的重点内容包括函数，类和对象，指针和引用，C++对象模型和this指针等内容，继续给大家分享！！
文章目录
- 系列文章目录
- 友元
- 全局函数做友元
- 类做友元
- 成员函数做友元
- 运算符重载
- 加号运算符重载
- 左移运算符重载
- 递增运算符重载
- 赋值运算符重载
- 函数调用运算符重载
- 继承
- 继承的基本语法
- 继承中构造和析构顺序
- 继承同名成员处理方式
- 多继承语法
- 菱形继承
- 多态
- 多态的基本概念
- 纯虚函数和抽象类
- 虚析构和纯虚析构
- 模板
- 函数模板
- 函数模板语法
- 函数模板案例
- 普通函数与函数模板的区别
- 普通函数与函数模板的调用规则
- 类模板
- 类模板与函数模板区别
- 类模板中成员函数创建时机
- 类模板对象做函数参数
- 类模板与继承
- 类模板成员函数类外实现
- 类模板分文件编写
- 类模板与友元
- 类模板案例
- 总结
友元
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的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员
友元的关键字为
friend
友元的三种实现
- 全局函数做友元
- 类做友元
- 成员函数做友元
全局函数做友元
代码如下（示例）：
class Building{friend void goodGay(Building * building);
public:Building(){this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";}
public:string m_SittingRoom; //客厅private:string m_BedRoom; //卧室
}
void goodGay(Building * building)
{cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{Building b;goodGay(&b);
}
int main(){test01();system("pause");return 0;
}
类做友元
class Building;
class goodGay
{
public:goodGay();void visit();
private:Building *building;
};class Building
{//告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容friend class goodGay;
public:Building();
public:string m_SittingRoom; //客厅
private:string m_BedRoom;//卧室
};Building::Building()
{this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{goodGay gg;gg.visit();
}
int main(){test01();system("pause");return 0;
}
成员函数做友元
class Building;
class goodGay
{
public:goodGay();void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容void visit2(); private:Building *building;
};
class Building
{//告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容friend void goodGay::visit();
public:Building();
public:string m_SittingRoom; //客厅
private:string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{this->m_SittingRoom = "客厅";this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void goodGay::visit2()
{cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;//cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}void test01()
{goodGay gg;gg.visit();
}int main(){test01();system("pause");return 0;
}
运算符重载
概念：对已有的运算符重新进一步定义，赋予其另一种功能，以适应不同的数据类型
加号运算符重载
作用：实现两个自定义数据类型相加的运算
class Person
{
public:Person(){};Person(int a,int b){this->m_A=a;this->m_B=b;}Person operator+(const Person& p){Person t;t.m_A = this->m_A+p.m_A;t.m_B = this.m_B+p.m_B;return t;}
public:int m_A;int m_B;
}
//运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val)
{Person temp;temp.m_A = p2.m_A + val;temp.m_B = p2.m_B + val;return temp;
}
void test() {Person p1(10, 10);Person p2(20, 20);//成员函数方式Person p3 = p2 + p1; //相当于 p2.operaor+(p1)cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;}
int main() {test();system("pause");return 0;
}
总结1：对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的
总结2：不要滥用运算符重载
左移运算符重载
作用：可以输出自定义数据类型
class Person {friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:Person(int a, int b){this->m_A = a;this->m_B = b;}//成员函数 实现不了 p << cout 不是我们想要的效果//void operator<<(Person& p){//}
private:int m_A;int m_B;
};
//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;return out;
}void test() {Person p1(10, 20);cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}int main() {test();system("pause");return 0;
}
总结：重载左移运算符配合友元可以实现输出自定义数据类型
递增运算符重载
class MyInteger {friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:MyInteger() {m_Num = 0;}//前置++MyInteger& operator++() {//先++m_Num++;//再返回return *this;}//后置++MyInteger operator++(int) {//先返回MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值，然后让本身的值加1，但是返回的是以前的值，达到先返回后++；m_Num++;return temp;}
private:int m_Num;
};
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {out << myint.m_Num;return out;
}
//前置++ 先++ 再返回
void test01() {MyInteger myInt;cout << ++myInt << endl;cout << myInt << endl;
}
//后置++ 先返回 再++
void test02() {MyInteger myInt;cout << myInt++ << endl;cout << myInt << endl;
}
int main() {test01();//test02();system("pause");return 0;
}
总结： ++a前置递增返回引用，a++后置递增返回值
赋值运算符重载
c++编译器至少给一个类添加4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
- 赋值运算符
operator=, 对属性进行值拷贝
如果类中有属性指向堆区，做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题
class Person
{
public:Person(int age){//将年龄数据开辟到堆区m_Age = new int(age);}//重载赋值运算符 Person& operator=(Person &p){if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}//编译器提供的代码是浅拷贝//m_Age = p.m_Age;//提供深拷贝 解决浅拷贝的问题m_Age = new int(*p.m_Age);//返回自身return *this;}~Person(){if (m_Age != NULL){delete m_Age;m_Age = NULL;}}//年龄的指针int *m_Age;};void test01()
{Person p1(18);Person p2(20);Person p3(30);p3 = p2 = p1; //赋值操作cout << "p1的年龄为：" << *p1.m_Age << endl;cout << "p2的年龄为：" << *p2.m_Age << endl;cout << "p3的年龄为：" << *p3.m_Age << endl;
}int main() {test01();//int a = 10;//int b = 20;//int c = 30;//c = b = a;//cout << "a = " << a << endl;//cout << "b = " << b << endl;//cout << "c = " << c << endl;system("pause");return 0;
}
函数调用运算符重载
函数调用运算符()也可以重载由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数仿函数没有固定写法，非常灵活
class MyPrint
{
public:void operator()(string text){cout << text << endl;}};
void test01()
{//重载的（）操作符 也称为仿函数MyPrint myFunc;myFunc("hello world");
}
class MyAdd
{
public:int operator()(int v1, int v2){return v1 + v2;}
};
void test02()
{MyAdd add;int ret = add(10, 10);cout << "ret = " << ret << endl;//匿名对象调用 cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}
继承
继承是面向对象三大特性之一
我们发现，定义这些类，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。这个时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码
继承的基本语法
例如我们看到很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同。
//公共页面
class BasePage
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;}};
//Java页面
class Java : public BasePage
{
public:void content(){cout << "JAVA学科视频" << endl;}
};
//Python页面
class Python : public BasePage
{
public:void content(){cout << "Python学科视频" << endl;}
};
//C++页面
class CPP : public BasePage
{
public:void content(){cout << "C++学科视频" << endl;}
};void test01()
{//Java页面cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;Java ja;ja.header();ja.footer();ja.left();ja.content();cout << "--------------------" << endl;//Python页面cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;Python py;py.header();py.footer();py.left();py.content();cout << "--------------------" << endl;//C++页面cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;CPP cp;cp.header();cp.footer();cp.left();cp.content();
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结：继承的好处，可以减少重复代码，
class A : public B
A类称为子类，派生类
B类称为父类，基类
派生类成员包含两部分：
- 一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员
- 从基类继承过来的表现共性，而新增的成语体现了个性
继承方式一共有三种：
- 公共继承
- 保护继承
- 私有继承
class Base1
{
public: int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};//公共继承
class Son1 :public Base1
{
public:void func(){m_A; //可访问 public权限m_B; //可访问 protected权限//m_C; //不可访问}
};void myClass()
{Son1 s1;s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
}//保护继承
class Base2
{
public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};
class Son2:protected Base2
{
public:void func(){m_A; //可访问 protected权限m_B; //可访问 protected权限//m_C; //不可访问}
};
void myClass2()
{Son2 s;//s.m_A; //不可访问
}//私有继承
class Base3
{
public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
public:void func(){m_A; //可访问 private权限m_B; //可访问 private权限//m_C; //不可访问}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:void func(){//Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到//m_A;//m_B;//m_C;}
};
问题：从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？
class Base
{
public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:int m_D;
};
void test01()
{cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
这是因为：
- Base 类中有三个 int 成员（每个 int 占 4 字节），加上可能的对齐填充，总大小为 16 字节。
- Son 类新增了一个 int 成员 m_D，因此总大小为 16 字节（假设没有额外的对齐填充）
sizeof Son = 16
继承中构造和析构顺序
子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数
问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？
class Base
{
public:Base(){cout << "Base构造函数!" << endl;}~Base(){cout << "Base析构函数!" << endl;}
};
class Son : public Base
{
public:Son(){cout << "Son构造函数!" << endl;}~Son(){cout << "Son析构函数!" << endl;}
};
void test01()
{//继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反Son s;
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结：继承中
先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反
继承同名成员处理方式
问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或父类中同名的数据呢？
- 访问子类同名成员 直接访问即可
- 访问父类同名成员 需要加作用域
class Base {
public:static void func(){cout << "Base - static void func()" << endl;}static void func(int a){cout << "Base - static void func(int a)" << endl;}static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
class Son : public Base {
public:static void func(){cout << "Son - static void func()" << endl;}static int m_A;
};int Son::m_A = 200;//同名成员属性
void test01()
{//通过对象访问cout << "通过对象访问： " << endl;Son s;cout << "Son 下 m_A = " << s.m_A << endl;cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;//通过类名访问cout << "通过类名访问： " << endl;cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl;cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名成员函数
void test02()
{//通过对象访问cout << "通过对象访问： " << endl;Son s;s.func();s.Base::func();cout << "通过类名访问： " << endl;Son::func();Son::Base::func();//出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问Son::Base::func(100);
}
int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}
多继承语法
C++允许一个类继承多个类
语法： class 子类 ：继承方式 父类1 ， 继承方式 父类2...
多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分
C++实际开发中不建议用多继承
class Base1 {
public:Base1(){m_A = 100;}
public:int m_A;
};
class Base2 {
public:Base2(){m_A = 200; //开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确}
public:int m_A;
};
//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2
class Son : public Base2, public Base1
{
public:Son(){m_C = 300;m_D = 400;}
public:int m_C;int m_D;
};
//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{Son s;cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;cout << s.Base1::m_A << endl;cout << s.Base2::m_A << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}
在有些情况下，采用多继承是合适的，如对鸭嘴兽来说。鸭嘴兽具备哺乳动物、鸟类和爬行动物的特征。为应对这样的情形，C++允许继承多个基类：
总结： 多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域
菱形继承
菱形继承概念：
两个派生类继承同一个基类
又有某个类同时继承者两个派生类
这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承
上节介绍说，鸭嘴兽具备哺乳动物、鸟类和爬行动物的特征，这意味着 Platypus 类需要继承Mammal、Bird 和Reptile。然而，这些类都从同一个类—Animal 派生而来。
❌继承问题
在继承层次结构中，继承多个从同一个类派生而来的基类时，如果这些基类没有采用虚继承，将导致二义性。这种二义性被称为菱形问题（Diamond Problem）。
其中的“菱形”可能源自类图的形状（如果使用直线和斜线表示 Platypus 经由 Mammal、Bird 和 Reptile 与 Animal 建立的关系，将形成一个菱形）。
#include <iostream> 1: using namespace std; 2: 3: class Animal 4: { 5: public: 6: Animal() 7: { 8: cout << "Animal constructor" << endl; 9: }
10:
11: // sample member
12: int age;
13: };
14:
15: class Mammal:public virtual Animal
16: {
17: };
18:
19: class Bird:public virtual Animal
20: {
21: };
22:
23: class Reptile:public virtual Animal
24: {
25: };
26:
27: class Platypus final:public Mammal, public Bird, public Reptile
28: {
29: public:
30: Platypus()
31: {
32: cout << "Platypus constructor" << endl;
33: }
34: };
35:
36: int main()
37: {
38: Platypus duckBilledP;
39:
40: // no compile error as there is only one Animal::age
41: duckBilledP.age = 25;
42:
43: return 0;
44: }
输出：
Animal constructor
Platypus constructor
多态
多态是C++面向对象三大特性之一
多态的基本概念
多态分为两类
- 静态多态:
函数重载和运算符重载属于静态多态，复用函数名 - 动态多态:
派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态区别：
- 静态多态的函数地址早绑定–编译阶段确定函数地址
- 动态多态的函数地址晚绑定–运行阶段确定函数地址
class Animal
{
public://Speak函数就是虚函数//函数前面加上virtual关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了。virtual void speak(){cout << "动物在说话" << endl;}
};
class Cat :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小猫在说话" << endl;}
};
class Dog :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小狗在说话" << endl;}
};
//我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数
//如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
//如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编
void DoSpeak(Animal & animal)
{animal.speak();
}
void test01()
{Cat cat;DoSpeak(cat);Dog dog;DoSpeak(dog);
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
多态满足条件： 1. 有继承关系2. 子类重写父类中的虚函数
多态使用：父类指针或引用指向子类对象
重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写
纯虚函数和抽象类
多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容
在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容，因此可以将虚函数改为纯虚函数
纯虚函数语法：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
抽象类特点：
- 无法实例化对象
- 子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则属于抽象类
class Base
{
public://纯虚函数//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类//抽象类无法实例化对象//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
public:virtual void func() {cout << "func调用" << endl;};
};
void test01()
{Base * base = NULL;//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象base = new Son;base->func();delete base;//记得销毁
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}
虚析构和纯虚析构
多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码
解决方法：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性：
- 可以解决父类指针是否子类对象
- 都需要有具备的函数实现
虚析构和纯虚析构区别：
如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象
虚析构语法：
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法：
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
class Animal {
public:Animal(){cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;}virtual void Speak() = 0;//析构函数加上virtual关键字，变成虚析构函数//virtual ~Animal()//{// cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;//}virtual ~Animal() = 0;
};Animal::~Animal()
{cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}
//和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。
class Cat : public Animal {
public:Cat(string name){cout << "Cat构造函数调用！" << endl;m_Name = new string(name);}virtual void Speak(){cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;}~Cat(){cout << "Cat析构函数调用!" << endl;if (this->m_Name != NULL) {delete m_Name;m_Name = NULL;}}
public:string *m_Name;
};
void test01()
{Animal *animal = new Cat("Tom");animal->Speak();//通过父类指针去释放，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏//怎么解决？给基类增加一个虚析构函数//虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象delete animal;
}
int main() {tes01();system("pause");return 0;
}
总结：
- 虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
- 如果子类没有堆区数据，可不写为虚析构或纯虚析构
- 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类
该处使用的url网络请求的数据。
模板
模板就是建立通用的模具，大大提高复用性
模板的特点：
- 模板不可以直接使用，它只是一个框架
- 模板的通用并不是万能的
函数模板
C++另一种编程思想称为 泛型编程 ，主要利用的技术就是模板
C++提供两种模板机制：函数模板和类模板
函数模板语法
函数模板作用：
建立一个通用函数，其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。
template<typename T>
函数声明或定义
template — 声明创建模板
typename — 表面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
//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}
//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {double temp = a;a = b;b = temp;
}
//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}
void test01()
{int a = 10;int b = 20;//swapInt(a, b);//利用模板实现交换//1、自动类型推导mySwap(a, b);//2、显示指定类型mySwap<int>(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结：
- 函数模板利用关键字 template
- 使用函数模板有两种方式：自动类型推导、显示指定类型
- 模板的目的是为了提高复用性，将类型参数化
函数模板案例
案例：
- 利用函数模板封装一个排序的函数，可以对不同数据类型数组进行排序
- 排序规则从大到小，排序算法为选择排序
- 分别利用char数组和int数组进行测试
template<typename T>
void mySwap(T &a,T &b)
{T temp = a;a = b;b = temp;
}
template<class T>
void mySort(T arr[],int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){int max = i; //最大数的下标for (int j = i + 1; j < len; j++){if (arr[max] < arr[j]){max = j;}}if (max != i) //如果最大数的下标不是i，交换两者{mySwap(arr[max], arr[i]);}}
}
void test01()
{//测试char数组char charArr[] = "bdcfeagh";int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);mySort(charArr, num);printArray(charArr, num);
}
int main() {test01(); system("pause");return 0;
}
普通函数与函数模板的区别
普通函数与函数模板区别：
- 普通函数调用时可以发生自动类型转换（隐式类型转换）
- 函数模板调用时，如果利用自动类型推导，不会发生隐式类型转换
- 如果利用显示指定类型的方式，可以发生隐式类型转换
//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{return a + b;
}
//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)
{return a + b;
}
//使用函数模板时，如果用自动类型推导，不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{int a = 10;int b = 20;char c = 'c';cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确，将char类型的'c'隐式转换为int类型 'c' 对应 ASCII码 99//myAdd02(a, c); // 报错，使用自动类型推导时，不会发生隐式类型转换myAdd02<int>(a, c); //正确，如果用显示指定类型，可以发生隐式类型转换
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
普通函数与函数模板的调用规则
- 如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数
- 可以通过空模板参数列表强调函数模板
- 函数模板也可以发生重载
- 如果函数模板可以产生更好的匹配，优先调用函数模板
//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{cout << "调用的普通函数" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{ cout << "调用的模板" << endl;
}template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c)
{ cout << "调用重载的模板" << endl;
}
void test01()
{//1、如果函数模板和普通函数都可以实现，优先调用普通函数// 注意 如果告诉编译器 普通函数是有的，但只是声明没有实现，或者不在当前文件内实现，就会报错找不到int a = 10;int b = 20;myPrint(a, b); //调用普通函数//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板myPrint<>(a, b); //调用函数模板//3、函数模板也可以发生重载int c = 30;myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板char c1 = 'a';char c2 = 'b';myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
类模板
类模板作用：
- 建立一个通用类，类中的成员 数据类型可以不具体制定，用一个虚拟的类型来代表。
template<typename T>
类
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType>
class Person
{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};
void test01()
{// 指定NameType 为string类型，AgeType 为 int类型Person<string, int>P1("孙悟空", 999);P1.showPerson();
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结：类模板和函数模板语法相似，在声明模板template后面加类，此类称为类模板
类模板与函数模板区别
类模板与函数模板区别主要有两点：
- 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
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};
//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候，不可以用自动类型推导Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式，使用类模板p.showPerson();
}
//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数p.showPerson();
}
int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}
总结：
- 类模板使用只能用显示指定类型方式
- 类模板中的模板参数列表可以有默认参数
类模板中成员函数创建时机
类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的：
- 普通类中的成员函数一开始就可以创建
- 类模板中的成员函数在调用时才创建
class Person1
{
public:void showPerson1(){cout << "Person1 show" << endl;}
};
class Person2
{
public:void showPerson2(){cout << "Person2 show" << endl;}
};
template<class T>
class MyClass
{
public:T obj;//类模板中的成员函数，并不是一开始就创建的，而是在模板调用时再生成void fun1() { obj.showPerson1(); }void fun2() { obj.showPerson2(); }};
void test01()
{MyClass<Person1> m;m.fun1();//m.fun2();//编译会出错，说明函数调用才会去创建成员函数
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
类模板对象做函数参数
- 类模板实例化出的对象，向函数传参的方式
一共有三种传入方式：
- 指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型
- 参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
- 整个类模板化 — 将这个对象类型 模板化进行传递
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:Person(NameType name, AgeType age){this->mName = name;this->mAge = age;}void showPerson(){cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;}
public:NameType mName;AgeType mAge;
};
//1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p)
{p.showPerson();
}
void test01()
{Person <string, int >p("孙悟空", 100);printPerson1(p);
}
//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{p.showPerson();cout << "T1的类型为： " << typeid(T1).name() << endl;cout << "T2的类型为： " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{Person <string, int >p("猪八戒", 90);printPerson2(p);
}
//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{cout << "T的类型为： " << typeid(T).name() << endl;p.showPerson();
}
void test03()
{Person <string, int >p("唐僧", 30);printPerson3(p);
}
int main() {test01();test02();test03();system("pause");return 0;
}
类模板与继承
当类模板碰到继承时，需要注意一下几点：
- 当子类继承的父类是一个类模板时，子类在声明的时候，要指定出父类中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的类型，子类也需变为类模板
示例：
template<class T>
class Base
{T m;
};
//class Son:public Base //错误，c++编译需要给子类分配内存，必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};
void test01()
{Son c;
}
//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:Son2(){cout << typeid(T1).name() << endl;cout << typeid(T2).name() << endl;}
};
void test02()
{Son2<int, char> child1;
}
int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}
总结：如果父类是类模板，子类需要指定出父类中T的数据类型
类模板成员函数类外实现
学习目标：能够掌握类模板中的成员函数类外实现
示例：
#include <string>//类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {
public://成员函数类内声明Person(T1 name, T2 age);void showPerson();
public:T1 m_Name;T2 m_Age;
};
//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;
}
//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}
void test01()
{Person<string, int> p("Tom", 20);p.showPerson();
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结：类模板中成员函数类外实现时，需要加上模板参数列表
类模板分文件编写
学习目标：
- 掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式
问题： - 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段，导致分文件编写时链接不到
解决：
- 解决方式1：直接包含.cpp源文件
- 解决方式2：将声明和实现写到同一个文件中，并更改后缀名为.hpp，hpp是约定的名称，并不是强制
示例：
person.hpp中代码：
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>template<class T1, class T2>
class Person {
public:Person(T1 name, T2 age);void showPerson();
public:T1 m_Name;T2 m_Age;
};
//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;
}
//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}
类模板分文件编写.cpp中代码
#include<iostream>
using namespace std;
//#include "person.h"
#include "person.cpp" //解决方式1，包含cpp源文件
//解决方式2，将声明和实现写到一起，文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01()
{Person<string, int> p("Tom", 10);p.showPerson();
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}
总结：主流的解决方式是第二种，将类模板成员函数写到一起，并将后缀名改为.hpp
类模板与友元
学习目标：
- 掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现
- 全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可
- 全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在
示例：
#include <string>
//2、全局函数配合友元 类外实现 - 先做函数模板声明，下方在做函数模板定义，在做友元
template<class T1, class T2> class Person;
//如果声明了函数模板，可以将实现写到后面，否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p);
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{cout << "类外实现 ---- 姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;
}
template<class T1, class T2>
class Person
{//1、全局函数配合友元 类内实现friend void printPerson(Person<T1, T2> & p){cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄：" << p.m_Age << endl;}//全局函数配合友元 类外实现friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);
public:Person(T1 name, T2 age){this->m_Name = name;this->m_Age = age;}
private:T1 m_Name;T2 m_Age;
};
//1、全局函数在类内实现
void test01()
{Person <string, int >p("Tom", 20);printPerson(p);
}
//2、全局函数在类外实现
void test02()
{Person <string, int >p("Jerry", 30);printPerson2(p);
}
int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}
总结：建议全局函数做类内实现，用法简单，而且编译器可以直接识别
类模板案例
案例描述: 实现一个通用的数组类，要求如下：
- 可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
- 将数组中的数据存储到堆区
- 构造函数中可以传入数组的容量
- 提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
- 提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
- 可以通过下标的方式访问数组中的元素
- 可以获取数组中当前元素个数和数组的容量
示例：
myArray.hpp中代码
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;template<class T>
class MyArray
{
public://构造函数MyArray(int capacity){this->m_Capacity = capacity;this->m_Size = 0;pAddress = new T[this->m_Capacity];}//拷贝构造MyArray(const MyArray & arr){this->m_Capacity = arr.m_Capacity;this->m_Size = arr.m_Size;this->pAddress = new T[this->m_Capacity];for (int i = 0; i < this->m_Size; i++){//如果T为对象，而且还包含指针，必须需要重载 = 操作符，因为这个等号不是 构造 而是赋值，// 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];}}//重载= 操作符 防止浅拷贝问题MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {if (this->pAddress != NULL) {delete[] this->pAddress;this->m_Capacity = 0;this->m_Size = 0;}this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;this->m_Size = myarray.m_Size;this->pAddress = new T[this->m_Capacity];for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {this->pAddress[i] = myarray[i];}return *this;}//重载[] 操作符 arr[0]T& operator [](int index){return this->pAddress[index]; //不考虑越界，用户自己去处理}//尾插法void Push_back(const T & val){if (this->m_Capacity == this->m_Size){return;}this->pAddress[this->m_Size] = val;this->m_Size++;}//尾删法void Pop_back(){if (this->m_Size == 0){return;}this->m_Size--;}//获取数组容量int getCapacity(){return this->m_Capacity;}//获取数组大小int getSize(){return this->m_Size;}//析构~MyArray(){if (this->pAddress != NULL){delete[] this->pAddress;this->pAddress = NULL;this->m_Capacity = 0;this->m_Size = 0;}}
private:T * pAddress; //指向一个堆空间，这个空间存储真正的数据int m_Capacity; //容量int m_Size; // 大小
};
类模板案例—数组类封装.cpp中
#include "myArray.hpp"
#include <string>void printIntArray(MyArray<int>& arr) {for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}
//测试内置数据类型
void test01()
{MyArray<int> array1(10);for (int i = 0; i < 10; i++){array1.Push_back(i);}cout << "array1打印输出：" << endl;printIntArray(array1);cout << "array1的大小：" << array1.getSize() << endl;cout << "array1的容量：" << array1.getCapacity() << endl;cout << "--------------------------" << endl;MyArray<int> array2(array1);array2.Pop_back();cout << "array2打印输出：" << endl;printIntArray(array2);cout << "array2的大小：" << array2.getSize() << endl;cout << "array2的容量：" << array2.getCapacity() << endl;
}
//测试自定义数据类型
class Person {
public:Person() {} Person(string name, int age) {this->m_Name = name;this->m_Age = age;}
public:string m_Name;int m_Age;
};
void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr)
{for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {cout << "姓名：" << personArr[i].m_Name << " 年龄： " << personArr[i].m_Age << endl;}}
void test02()
{//创建数组MyArray<Person> pArray(10);Person p1("孙悟空", 30);Person p2("韩信", 20);Person p3("妲己", 18);Person p4("王昭君", 15);Person p5("赵云", 24);//插入数据pArray.Push_back(p1);pArray.Push_back(p2);pArray.Push_back(p3);pArray.Push_back(p4);pArray.Push_back(p5);printPersonArray(pArray);cout << "pArray的大小：" << pArray.getSize() << endl;cout << "pArray的容量：" << pArray.getCapacity() << endl;
}
int main() {//test01();test02();system("pause");return 0;
}
总结：能够利用所学知识点实现通用的数组
总结
剩下的内容中剩下STL，常用的容器等内容。
