10.C++类和对象

10.类和对象

目录介绍

• 10.1 类的介绍
  • 10.1.1 类的含义
  • 10.1.2 struct和class区别
• 10.2 类定义和对象
  • 10.2.1 类的定义
  • 10.2.2 创建对象
  • 10.2.3 访问类成员
  • 10.2.4 对象指针
  • 10.2.5 案例实践
• 10.3 类成员属性
  • 10.3.1 成员变量
  • 10.3.2 成员函数
  • 10.3.3 访问权限
  • 10.3.4 成员设置私有
  • 10.3.5 案例实践
• 10.4 对象初始化
  • 10.4.1 构造和析构函数
  • 10.4.2 构造函数分类
  • 10.4.3 拷贝构造函数
  • 10.4.4 构造调用规则
  • 10.4.5 初始化列表
  • 10.4.8 深拷贝与浅拷贝
  • 10.4.9 对象生命周期
• 10.5 类对象使用
  • 10.5.1 类对象作为类成员
• 10.6 对象模型和this
  • 10.6.1 变量和函数存储
  • 10.6.2 this指针概念
  • 10.6.3 空指针访问成员函数
  • 10.6.4 const修饰成员函数
• 10.7 友元类和函数
  • 10.7.1 友元三种实现
  • 10.7.2 全局函数做友元
  • 10.7.3 类做友元
  • 10.7.4 成员函数做友元
• 10.9 综合案例练习
  • 10.9.1 指针VS对象

10.1 类的介绍

C++面向对象的三大特性为：==封装、继承、多态==

C++认为==万事万物都皆为对象==，对象上有其属性和行为。例如：

人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重...，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌...

车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯...,行为有载人、放音乐、放空调...

具有相同性质的==对象==，我们可以抽象称为==类==，人属于人类，车属于车类

10.1.1 类的含义

类和对象是 C++ 的重要特性，它们使得 C++ 成为面向对象的编程语言，可以用来开发中大型项目。

类是一种用户自定义的数据类型，用于封装数据和方法（函数）。类可以看作是一种模板，用于创建具有相似属性和行为的对象。

一个类可以创建多个对象，每个对象都是类类型的一个变量；创建对象的过程也叫类的实例化。每个对象都是类的一个具体实例（Instance），拥有类的成员变量和成员函数。

与结构体一样，类只是一种复杂数据类型的声明，不占用内存空间。而对象是类这种数据类型的一个变量，或者说是通过类这种数据类型创建出来的一份实实在在的数据，所以占用内存空间。

10.1.2 struct和class区别

在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同

• struct 默认权限为公共
• class 默认权限为私有

class C1 {
    int a;  //默认是私有权限
};

struct C2 {
    int a;  //默认是公共权限
};

int main() {
    C1 c1;
    //c1.a = 10; //错误，访问权限是私有
    C2 c2;
    c2.a = 10; //正确，访问权限是公共
    return 0;
}

10.2 类定义和对象

10.2.1 类的定义

类是用户自定义的类型，如果程序中要用到类，必须提前说明，或者使用已存在的类（别人写好的类、标准库中的类等），C++语法本身并不提供现成的类的名称、结构和内容。

在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物。

语法： class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };

一个简单的类的定义：

class Student{
public:
    //成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;

    //成员函数
    void say(){
        cout<<name<<"的年龄是"<<age<<"，成绩是"<<score<<endl;
    }
};

封装的意义：

• 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
• 将属性和行为加以权限控制

类只是一个模板（Template），编译后不占用内存空间，所以在定义类时不能对成员变量进行初始化，因为没有地方存储数据。只有在创建对象以后才会给成员变量分配内存，这个时候就可以赋值了。

10.2.2 创建对象

在创建对象时，class 关键字可要可不要，但是出于习惯我们通常会省略掉 class 关键字。除了创建单个对象，还可以创建对象数组：

void test2_2(){
    class Student yc1;  //正确
    Student yc2;  //同样正确
    Student yc3[100];   //创建对象数组
}

注意：如果Student拥有有参构造函数，则创建可以是这样的

class Student {
private:
  std::string number;
  std::string name;
public:
  Student(const std::string& number, const std::string& name) {
    this.number = number;
    this.name = name;
  }
}

//通过有参函数创建对象，如下
Student yc1(number, name);

10.2.3 访问类成员

创建对象以后，可以使用点号.来访问成员变量和成员函数，这和通过结构体变量来访问它的成员类似，如下所示：

int main() {
    Student stu;
    stu.name = "打工充";
    stu.age = 30;
    stu.score = 100;
    stu.say();
    return 0;
}

stu 是一个对象，占用内存空间，可以对它的成员变量赋值，也可以读取它的成员变量。

10.2.4 对象指针

C语言中经典的指针在 C++ 中仍然广泛使用，尤其是指向对象的指针，没有它就不能实现某些功能。

创建的对象 stu 在栈上分配内存，需要使用&获取它的地址，例如：

Student stu;
Student *pStu = &stu;

也可以在堆上创建对象，这个时候就需要使用前面讲到的new关键字

Student *pStu = new Student;

在栈上创建出来的对象都有一个名字，比如 stu，使用指针指向它不是必须的。但是通过 new 创建出来的对象就不一样了，它在堆上分配内存，没有名字，只能得到一个指向它的指针，所以必须使用一个指针变量来接收这个指针，否则以后再也无法找到这个对象了，更没有办法使用它。也就是说，使用 new 在堆上创建出来的对象是匿名的，没法直接使用，必须要用一个指针指向它，再借助指针来访问它的成员变量或成员函数。

栈内存是程序自动管理的，不能使用 delete 删除在栈上创建的对象；堆内存由程序员管理，对象使用完毕后可以通过 delete 删除。在实际开发中，new 和 delete 往往成对出现，以保证及时删除不再使用的对象，防止无用内存堆积。

int main() {
    Student *pStu = new Student;
    pStu->name = "打工充";
    pStu->age = 30;
    pStu->score = 92.5f;
    pStu->say();
    delete pStu;  //删除对象
    return 0;
}

10.2.5 案例实践

示例1：设计一个圆类，求圆的周长

//圆周率
const double PI = 3.14;
//封装一个圆类，求圆的周长
//class代表设计一个类，后面跟着的是类名
class Circle {
public:     //访问权限  公共的权限
    //属性
    int r;
    //行为
    //获取到圆的周长
    double calculate() {
        //获取圆的周长
        return 2*PI*r;
    }
};

int main() {
    //通过圆类，创建圆的对象
    // c1就是一个具体的圆
    Circle c1;
    c1.r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作
    //2 * pi * 10 = = 62.8
    cout << "圆的周长为： " << c1.calculate() << endl;
	return 0;
}

示例2：设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号

//学生类
class Student {
public:
    void setName(string name) {
        m_name = name;
    }
    void setID(int id) {
        m_id = id;
    }
    void showStudent() {
        cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
    }
public:
    string m_name;
    int m_id;
};

int main() {
    Student stu;
    stu.setName("德玛西亚");
    stu.setID(250);
    stu.showStudent();
    return 0;
}

10.3 类成员属性

10.3.1 成员变量

普通成员变量

1. 类中的成员变量，也称为实例变量或对象变量。
2. 普通成员变量定义在类的内部，通常在类的声明中声明，并在类的定义或实现中进行初始化。

静态成员变量

1. 所有对象共享同一份数据
2. 在编译阶段分配内存
3. 类内声明，类外初始化

class Person{
public:
    static int a;   //静态成员变量
    int c;      //普通成员变量
private:
    static int b;  //静态成员变量也是有访问权限的
};

int Person::a = 10;
int Person::b = 10;

int main() {
    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.a = 100;
    cout << "p1.a = " << p1.a << endl;

    Person p2;
    p2.a = 200;
    p2.c = 300;
    cout << "p1.a = " << p1.a << endl; //共享同一份数据
    cout << "p2.a = " << p2.a << endl;
    cout << "p1.c = " << p1.c << endl;
    cout << "p2.c = " << p2.c << endl;

    //2、通过类名
    cout << "a = " << Person::a << endl;
    
    //cout << "b = " << Person::b << endl; //私有权限访问不到
}

10.3.2 成员函数

普通成员函数

1. 普通成员函数是类中的成员函数，也称为实例方法或对象方法。
2. 普通成员函数定义在类的内部，通常在类的声明中声明，并在类的定义或实现中进行定义。

静态成员函数

1. 所有对象共享同一个函数
2. 静态成员函数只能访问静态成员变量

class Person {
public:
    static int a;
    int b;
    static void func() {
        cout << "func调用，可以直接用类调用，也可以用对象调用" << endl;
        a = 100;
        //b = 100; //错误，不可以访问非静态成员变量
    }
    void func3() {
        cout << "普通func调用，必须用对象调用" << endl;
    }
private:
    //静态成员函数也是有访问权限的
    static void func2() {
        cout << "func2调用" << endl;
    }
};
int Person::a = 10;

int main() {
    //1、通过对象
    Person p1;
    p1.func();
    p1.func3();

    //2、通过类名
    Person::func();
    //Person::func2(); //私有权限访问不到
    return 0;
}

10.3.3 访问权限

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制。

访问权限有三种：

1. public 公共权限
2. protected 保护权限
3. private 私有权限

理解访问权限可以帮助我们设计更加健壮和安全的类，通过合理设置访问权限，可以控制类的成员对外部代码的可见性，确保数据的安全性和代码的清晰性。

//三种权限
//公共权限  public     类内可以访问  类外可以访问
//保护权限  protected  类内可以访问  类外不可以访问
//私有权限  private    类内可以访问  类外不可以访问

class Person {
    //公共权限
public:
    string name;
    //保护权限
protected:
    string car;
    //私有权限
private:
    int password;
public:
    void func() {
        name = "打工充";
        car = "雅阁";
        password = 123456;
    }
};

int main() {
    Person p;
    p.name = "逗比";
    //p.car = "奔驰";   //保护权限类外访问不到
    //p.password = 123; //私有权限类外访问不到
    return 0;
}

10.3.4 成员设置私有

数据抽象是指，只向外界提供关键信息，并隐藏其后台的实现细节，即只表现必要的信息而不呈现细节。

1. **优点1：**将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
2. **优点2：**对于写权限，我们可以检测数据的有效性

数据抽象是一种面向对象编程的概念，用于隐藏类的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。通过数据抽象，可以将类的实现细节与接口分离，提高代码的可维护性和安全性。

class Person {
private:
    string name; //可读可写  姓名
    int age; //只读  年龄
    string lover; //只写  情人
public:
    string getName() {
        return name;
    }

    void setName(string name) {
        Person::name = name;
    }

    int getAge(){
        return age;
    }

    void setAge(int age) {
        Person::age = age;
    }

    void setLover(string lover) {
        this->lover = lover;
    }
};

int main() {
    Person p;
    //姓名设置
    p.setName("张三");
    cout << "姓名： " << p.getName() << endl;
    //年龄设置
    p.setAge(50);
    cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;
    //情人设置
    p.setLover("逗比");
    //cout << "情人： " << p.lover << endl;  //只写属性，不可以读取
    return 0;
}

10.3.5 案例实践

10.4 对象初始化

10.4.1 构造和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

1. 一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知
2. 同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供

编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

• 构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
• 析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名(){}

1. 构造函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同
3. 构造函数可以有参数，因此可以发生重载
4. 程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法： ~类名(){}

1. 析构函数，没有返回值也不写void
2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
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，无须手动调用,而且只会调用一次

class Person {
public:
    Person(){
        cout << "Person的构造函数调用" << endl;
    }
    ~Person() {
        cout << "Person的析构函数调用" << endl;
    }
};

int main() {
    Person p;
    cout << "main" << endl;
    return 0;
}

打印结果如下：

Person的构造函数调用
main
Person的析构函数调用

10.4.2 构造函数分类

两种分类方式：

1. 按参数分为： 有参构造和无参构造
2. 按类型分为： 普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

1. 括号法
2. 显示法
3. 隐式转换法

示例：

class Person {
public:
    int age;
public:
    //无参（默认）构造函数
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
    }
    //有参构造函数
    Person(int a) {
        age = a;
        cout << "有参构造函数!" << endl;
    }
    //拷贝构造函数
    Person(const Person& p) {
        age = p.age;
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
    }
    //析构函数
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
};

//调用无参构造函数
void test01() {
    Person p; //调用无参构造函数
}

//调用有参的构造函数
void test02() {
    //1.括号法，常用
    Person p1(10);
    //注意1：调用无参构造函数不能加括号，如果加了编译器认为这是一个函数声明
    //Person p2();

    //2.显式法
    Person p2 = Person(10);
    Person p3 = Person(p2);
    //Person(10)单独写就是匿名对象  当前行结束之后，马上析构

    //3隐式转换法
    Person p4 = 10; // Person p4 = Person(10);
    Person p5 = p4; // Person p5 = Person(p4);

    //注意2：不能利用 拷贝构造函数 初始化匿名对象 编译器认为是对象声明
    //Person p5(p4);
}

int main() {
    test01();
    test02();
    return 0;
}

10.4.3 拷贝构造函数

拷贝构造函数（Copy Constructor）是一种特殊的构造函数，用于创建一个新对象，并将其初始化为另一个同类型对象的副本。

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况：

• 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
• 值传递的方式给函数参数传值
• 以值方式返回局部对象

理解拷贝构造函数的关键在于掌握它的定义、使用场景以及如何避免潜在的问题（如浅拷贝和深拷贝）。示例：

拷贝构造函数的定义形式如下：参数是一个 常量引用（const ClassName& p），表示被拷贝的对象。

class Person {
public:
    int age;
public:
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
        age = 0;
    }
    Person(int age) {
        cout << "有参构造函数!" << endl;
        age = age;
    }
    Person(const Person& p) {
        cout << "拷贝构造函数!" << endl;
        age = p.age;
    }
    //析构函数在释放内存之前调用
    ~Person() {
        cout << "析构函数!" << endl;
    }
};

//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
void test1() {
    Person man(80);//p对象已经创建完毕
    Person newman1(man); //调用拷贝构造函数
    Person newman2 = man;   //拷贝构造
    Person newman3;
    newman3 = man;//不是调用拷贝构造函数，赋值操作
}

//2. 值传递的方式给函数参数传值
//相当于Person p1 = p;
void doWork(Person p) {
    cout << "给函数参数传值 " << &p << endl;
}
void test2() {
    Person p;   //无参构造函数
    doWork(p);
}

Person doWork2() {
    Person p1;
    cout << (int *)&p1 << endl;
    return p1;
}

//3. 以值方式返回局部对象
void test3() {
    Person p = doWork2();
    cout << (int *)&p << endl;
}

int main() {
    test1();
    test2();
    test3();
    return 0;
}

10.4.4 构造调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

1. 默认构造函数(无参，函数体为空)
2. 默认析构函数(无参，函数体为空)
3. 默认拷贝构造函数，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++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造
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

class Person {
public:
    int age;
public:
    Person() {
        cout << "无参构造函数!" << endl;
    }
    Person(int a) {
        age = a;
        cout << "有参构造函数!" << a << endl;
    }
    Person (Person& p) {
        age = p.age;
        cout << "拷贝构造函数!" << &p << endl;
    }
    ~Person() {
      cout << "析构函数" << endl;
    }
};

void test1() {
    Person p1(10);
    //如果不写拷贝构造，编译器会自动添加拷贝构造，并且做浅拷贝操作
    Person p2(p1);
    cout << "p2的年龄为： " << p2.age << endl;
}

void test2() {
    //如果用户提供有参构造，编译器不会提供默认构造，会提供拷贝构造
    Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    Person p2(10); //用户提供的有参
    Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造，编译器会提供
    //如果用户提供拷贝构造，编译器不会提供其他构造函数
    Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造，会出错
    Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参，会出错
    Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}

int main() {
    test1();
    test2();
    return 0;
}

10.4.5 初始化列表

作用：

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）... {}

示例：

class Person {
private:
    int a;
    int b;
    int c;
public:
//    Person(int a , int b , int c) {
//        //this.a = a;
//        this->a = a;
//        this->b = b;
//        this->c = c;
//    }

    Person(int a , int b , int c) : a(a), b(b) , c(c) {
        cout << "有参构造函数!"  << endl;
    }

    void printPerson() {
        cout << "a:" << a << endl;
        cout << "b:" << b << endl;
        cout << "b:" << c << endl;
    }
};

int main() {
    Person p(1,2,3);
    p.printPerson();
    return 0;
}

10.4.8 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题，也是常见的一个坑

1. 浅拷贝：简单的赋值拷贝操作
2. 深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

浅拷贝：对于包含动态内存分配或指针成员的类，默认拷贝构造函数会导致 浅拷贝，即多个对象共享同一块内存

1. 重复释放内存：多个对象的析构函数会尝试释放同一块内存，导致程序崩溃。
2. 数据不一致：一个对象修改数据会影响其他对象。

示例：浅拷贝问题

class ShallowCopy {
public:
    int* data;

    ShallowCopy(int value) {
        data = new int(value);
    }

    ~ShallowCopy() {
        delete data;
    }
};

void test1() {
    ShallowCopy obj1(10);
    ShallowCopy obj2 = obj1; // 默认拷贝构造函数（浅拷贝）
    *obj2.data = 20;         // 修改 obj2 的数据
    std::cout << *obj1.data; // 输出 20，obj1 的数据也被修改
}

int main() {
    test1();
    return 0;
}

深拷贝 为了避免浅拷贝问题，需要显式定义拷贝构造函数，实现 深拷贝。深拷贝会为新对象分配独立的内存，并复制原对象的数据。

class DeepCopy {
public:
    int* data;

    DeepCopy(int value) {
        data = new int(value);
    }

    // 深拷贝构造函数
    DeepCopy(const DeepCopy& other) {
        data = new int(*other.data); // 分配新内存并复制数据
    }

    ~DeepCopy() {
        delete data;
    }
};

int main() {
    DeepCopy obj1(10);
    DeepCopy obj2 = obj1; // 调用深拷贝构造函数
    *obj2.data = 20;      // 修改 obj2 的数据
    std::cout << *obj1.data; // 输出 10，obj1 的数据不受影响
    return 0;
}

10.4.9 对象生命周期

C++ 中的对象生命周期由其存储位置决定：

• 自动存储期：局部变量，生命周期在作用域结束时结束。
• 动态存储期：堆上分配的对象，生命周期由程序员控制。
• 静态存储期：全局变量和静态变量，生命周期贯穿整个程序运行期间。

10.5 类对象使用

10.5.1 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象，我们称该成员为——>对象成员

例如：B类中有对象A作为成员，A为对象成员

class A {};
class B {
    A a;
};

思考：那么当创建B对象时，A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后？示例：

#include "iostream"
using namespace std;

class Phone {
public:
    string phoneName;
public:
    Phone(string name) {
        cout << "Phone构造" << endl;
        phoneName = name;
    }

    ~Phone() {
        cout << "Phone析构" << endl;
    }
};

class Person{
public:
    string name;
    Phone phone;
public:
    Person(string userName , string phoneName): name(userName), phone(phoneName){
        cout << "Person构造" << endl;
    }
    ~Person(){
        cout << "Person析构" << endl;
    }
    void playGame(){
        cout << name << " 使用" << phone.phoneName << " 牌手机! " << endl;
    }
};

int main() {
    //当类中成员是其他类对象时，我们称该成员为 对象成员
    //构造的顺序是 ：先调用对象成员的构造，再调用本类构造
    //析构顺序与构造相反
    Person p("打工充" , "苹果X");
    p.playGame();
    return 0;
}

打印结果如下所示：

Phone构造
Person构造
打工充 使用苹果X 牌手机! 
Person析构
Phone析构

10.6 对象模型和this

10.6.1 变量和函数存储

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储

只有非静态成员变量才属于类的对象上

class Person {
public:
    //非静态成员变量占对象空间
    int a;
    //静态成员变量不占对象空间
    static int b;
public:
    Person() {
        a = 0;
    }
    //函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
    void func() {
        cout << "a:" << this->a << endl;
    }
    //静态成员函数也不占对象空间
    static void sfunc() {
        cout << "静态成员函数也不占对象空间" << endl;
    }
};

int main() {
    cout << sizeof(Person) << endl; //4
    Person p;
    cout << sizeof(p) << endl;  //4
    Person *p2 = new Person();
    cout << sizeof(&p2) << endl;    //8
    cout << sizeof(int) << endl;   //4
    return 0;
}

10.6.2 this指针概念

我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的。每一个非静态成员函数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一块代码！

那么问题是：这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢？

c++通过提供特殊的对象指针，this指针，解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针。this指针不需要定义，直接使用即可！

this指针的用途：

• 当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
• 在类的非静态成员函数中返回对象本身，可使用return *this

class Person {
public:
    int age;
    Person(int age) {
        //当形参和成员变量同名时，可用this指针来区分
        this->age = age;
    }
    Person& addPerson(Person person) {
        this->age += person.age;
        //返回对象本身
        return *this;
    }
};

int main() {
    Person p1(10);
    cout << "p1.age = " << p1.age << endl;          //p1.age = 10
    Person p2(20);
    p2.addPerson(p1).addPerson(p1);
    cout << "p2.age = " << p2.age << endl;          //p2.age = 40
    return 0;
}

10.6.3 空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的，但是也要注意有没有用到this指针

如果用到this指针，需要加以判断保证代码的健壮性

示例：

//空指针访问成员函数
class Person {
public:
    int age;
public:
    void showClassName() {
        cout << "我是Person类!" << endl;
    }
    void showPerson() {
        cout << this->age << endl;
    }
};

void test() {
    Person *p = NULL;
    p->showClassName(); //空指针，可以调用成员函数
    p->showPerson();    //但是如果成员函数中用到了this指针，就不可以了
}

int main() {
    test();
    return 0;
}

10.6.4 const修饰成员函数

常函数：

1. 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
2. 常函数内不可以修改成员属性
3. 成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

常对象：

1. 声明对象前加const称该对象为常对象
2. 常对象只能调用常函数

示例：

//const修饰成员函数
class Person {
public:
    int a;
    mutable int b;//可修改 可变的
public:
    Person() {
        a = 0;
        b = 0;
    }

    //this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
    //如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
    void const showPerson() {
        //const Type* const pointer;
        //this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
        this->a = 100; //但是this指针指向的对象的数据是可以修改的

        //const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
        this->b = 100;
    }

    void myFunc() const {
        //a = 10000;
        //this->a = 10000;
    }
    
    
};

//const修饰对象  常对象
void test() {
    const Person person; //常量对象
    //person.a = 100; //常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
    cout << person.a << endl;
    person.b = 200; //但是常对象可以修改mutable修饰成员变量
    cout << person.b << endl;

    //常对象访问成员函数
    person.myFunc(); //常对象不能调用const的函数
}

int main() {
    test();
    return 0;
}

10.7 友元类和函数

生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧室(Private)。

客厅所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去。但是呢，你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。

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，可以访问另一个类中私有成员。

友元的关键字为 ==friend==

10.7.1 友元三种实现

友元的三种实现

1. 全局函数做友元
2. 类做友元
3. 成员函数做友元

10.7.2 全局函数做友元

//友元：目的就是让一个函数或者类，可以访问另一个类中私有成员。
class Building {
    //告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
    friend void goodGay(Building * building);
public:
    Building() {
        this->sittingRoom = "客厅";
        this->bedRoom = "卧室";
    }
public:
    string sittingRoom;//客厅
private:
    string bedRoom; //卧室
};

//全局函数做友元
void goodGay(Building * building){
    cout << "好基友正在访问： " << building->sittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问： " << building->bedRoom << endl;   //可以访问类中私有函数
}

int main() {
    Building b;
    goodGay(&b);
    return 0;
}

10.7.3 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 sittingRoom;//客厅
private:
    string bedRoom; //卧室
};

Building::Building() {
    this->sittingRoom = "客厅";
    this->bedRoom = "卧室";
}

goodGay::goodGay() {
    building = new Building;
}

void goodGay::visit(){
    cout << "好基友正在访问" << building->sittingRoom << endl;
    cout << "好基友正在访问" << building->bedRoom << endl;
}

int main() {
    goodGay gg;
    gg.visit();
    return 0;
}

10.7.4 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();
    return 0;
}

10.9 综合案例练习

10.9.1 指针VS对象

下面是完整的代码示例，展示了如何通过对象和指针访问成员变量和方法：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

// 定义地址簿类
class AddressBooks {
public:
    // 构造函数
    AddressBooks() : size(0) {
        std::cout << "AddressBooks 对象已创建" << std::endl;
    }
    
    // 添加联系人
    void addContact(const std::string& name) {
        contacts.push_back(name);
        size = contacts.size(); // 更新大小
        std::cout << "添加联系人: " << name << std::endl;
    }
    
    // 显示所有联系人
    void displayContacts() const {
        std::cout << "n联系人列表 (" << size << " 人):" << std::endl;
        for (const auto& contact : contacts) {
            std::cout << "- " << contact << std::endl;
        }
    }
    
    // 公有成员变量（通常不推荐，仅用于演示）
    int size;

private:
    std::vector<std::string> contacts;
};

int main() {
    // 1. 创建对象
    AddressBooks books;
    
    // 2. 创建指针并指向对象
    AddressBooks *abs;
    abs = &books;
    
    std::cout << "n=== 通过对象访问成员 ===" << std::endl;
    // 3. 通过对象访问成员变量
    books.size = 0; // 直接访问成员变量
    std::cout << "初始大小: " << books.size << std::endl;
    // 4. 通过对象调用成员方法
    books.addContact("张三");
    books.addContact("李四");
    
    std::cout << "n=== 通过指针访问成员 ===" << std::endl;
    // 5. 通过指针访问成员变量
    abs->size = 2; // 使用箭头运算符访问成员变量
    std::cout << "设置后的大小: " << abs->size << std::endl;
    // 6. 通过指针调用成员方法
    abs->addContact("王五");
    abs->addContact("赵六");
    
    // 7. 显示最终结果
    std::cout << "n=== 最终结果 ===" << std::endl;
    books.displayContacts();
    return 0;
}

1. 对象访问成员

// 直接访问成员变量
books.size = 10;

// 调用成员方法
books.addContact("张三");

原理：

• 对象在栈上分配内存
• 编译器知道对象的确切内存布局
• 访问成员时直接计算偏移量
• 方法调用使用静态绑定（编译时确定）

2. 指针访问成员

// 使用箭头运算符访问成员变量
abs->size = 10;

// 使用箭头运算符调用成员方法
abs->addContact("李四");

原理：

• 指针存储对象的内存地址
• 箭头运算符 -> 等价于 (*abs).
• 访问成员时先解引用指针，再访问成员
• 方法调用使用动态绑定（运行时确定）

3. 访问方式对比