C++面向对象程序设计-北京大学-郭炜【课程笔记（五）】

2024-03-09 00:12
文章标签 c++ 笔记 程序设计 面向对象 课程 北京大学 郭炜

本文主要是介绍C++面向对象程序设计-北京大学-郭炜【课程笔记（五）】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

C++面向对象程序设计-北京大学-郭炜【课程笔记（五）】

  • 1、常量对象、常量成员函数
    • 1.1、常量对象
    • 1.2、常量成员函数
    • 1.3、常引用
  • 2、友元（friends）
    • 2.1、友元函数
    • 2.2、友元类
  • 3、运算符重载的基本概念
    • 3.1、运算符重载
  • 4、赋值运算符的重载
  • 4、重载赋值运算符的意义 – 浅拷贝和深拷贝
  • 5、运算符重载为友元

写毕业论文中：学习速度较慢
开始课程：P14 4-4.常量对象、常量成员函数
课程链接：程序设计与算法（三）C++面向对象程序设计 北京大学 郭炜
课程PPT：github提供的对应课程PPT

1、常量对象、常量成员函数

1.1、常量对象

如果不希望某个对象的值被改变，则定义该对象的时候可以在前面加const关键字。

class Demo{private :int value;public:void SetValue() { }
};
const Demo Obj; // 常量对象

1.2、常量成员函数

  • 在类的成员函数说明后面可以加const关键字，则该成员函数成为常量成员函数。
  • 常量成员函数执行期间不应修改其所作用的对象。因此，在常量成员函数中不能修改成员变量的值（静态成员变量除外），也不能调用同类的非常量成员函数(静态成员函数除外）。
    • 解释：【因为静态成员对象不属于对象的一部分，被所有对象所共享。静态成员函数不会访问非静态的成员变量。】

实例：

class Sample
{public:int value;               // 成员变量void GetValue() const;   // 常量成员函数void func() { };         // 成员对象Sample() { };            // 构造函数
};void Sample::GetValue() const    // 常量成员函数
{value = o;  // Error，常量成员函数中不能修改成员变量的值func();     // Error，常量成员函数中不能调用同类的非常量成员函数，因为非常量成员函数可能修改成员变量的值
}

实例2:

#include<iostream>class Sample
{public:int value;void GetValue() const;void func() {};Sample() {}
};int main()
{const Sample o;//o.value = 100;   // err.常量对象不可被修改//o.func();        // err.常量对象上面不能执行非常量成员函数o.GetValue();    // OK，常量对象上可以执行常量成员函数return 0;
}
// 在Dev C++中，要为Sample 类编写无参构造函数才可以，Visual Studio 2010中不需要

两个成员函数，名字和参数表都一样，但是一个是const，一个不是，算重载。

class CTest 
{private :int n;public:CTest() { n = 1 ; }int GetValue() const { return n ; }int GetValue() { return 2 * n ; }    // 函数重载关系
};
int main() {const CTest objTest1;   // 常量对象CTest objTest2;         // 非常量对象std::cout << objTest1.GetValue() << std::endl;   // 调用int GetValue() const { return n ; }std::cout << objTest2.GetValue() << std::endl;  // 调用int GetValue() { return 2 * n ; } return 0;
}// OUT
1
2

1.3、常引用

引用前面可以加const关键字，成为常引用。不能通过常引用，修改其引用的变量。如下实例：

const int & r = n;
r = 5; //error
n = 4; //ok

对象作为函数的参数时，生成该参数需要调用复制构造函数，效率比较低。用指针作参数，代码又不好看，如何解决？
答：可以用对象的引用作为参数

可以用对象的引用作为参数，如：
class Sample { 
… 
};
void PrintfObj(Sample & o)
{
……
}

问题：对象引用作为函数的参数有一定风险性，若函数中不小心修改了形参o，则实参也跟着变，这可能不是我们想要的。如何避免？
答：使用对象的常引用作为参数，如下实例。

class Sample { 
… 
};
void PrintfObj( const Sample & o)
{
……
}
// 这样函数中就能确保不会出现无意中更改o值的语句了。

2、友元（friends）

友元分为友元函数和友元类两种：

2.1、友元函数

1）友元函数：一个类的友元函数可以访问该类的私有成员。
实例：

#include<iostream>class CCar; // 提前声明CCar类，以便后面的CDriver类使用
class CDriver
{public:void ModifyCar(CCar * pCar);    // 改装汽车
};class CCar 
{private:int price;friend int MostExpensiveCar( CCar cars[], int total); //声明友元friend void CDriver::ModifyCar(CCar * pCar); //声明友元
}; // 通过友元函数直接访问CCar的私有成员变量
void CDriver::ModifyCar( CCar * pCar) 
{pCar->price += 1000; //汽车改装后价值增加
}// 全局的普通函数
int MostExpensiveCar( CCar cars[], int total) //求最贵汽车的价格
{int tmpMax = -1;for( int i = 0; i < total; ++i )if( cars[i].price > tmpMax)tmpMax = cars[i].price;   //cars[i]：是一个CCar对象return tmpMax;
}int main()
{
return 0;
}

将一个类的成员函数(包括构造, 析构函数) 说明为另一个类的友元。如下实例：

class B {public:void function();
};
class A {friend void B::function();
};

2.2、友元类

友元类：如果A是B的友元类，那么A的成员函数可以访问B的私有成员。

class CCar {private:int price;friend class CDriver; //声明CDriver为友元类
};
class CDriver {public:CCar myCar;void ModifyCar() { //改装汽车myCar.price += 1000; // CDriver是CCar的友元类可以访问其私有成员}
};
int main()
{ return 0; 
}

注意事项：Note

  • 友元类之间的关系
  • 不能传递, 不能继承
    • 具体来说就是A是B的友元，B是C的友元，即A是C的友元（这是不可以的）

3、运算符重载的基本概念

C++预定义表示对数据的运算

  • +, -, *, /, %, ^, &, ~, !, |, =, <<, >>, != ……
    • 只能用于基本的数据类型，整型, 实型, 字符型, 逻辑型……
    • 不能用于对象之间的运算

在数学上，两个附属可以直接进行+、-等运算。但在C++中，直接将+或-用于复数对象是不允许的。有时会希望，让对象也能通过运算符进行运算。这样代码更简洁，容易理解。
例如：complex_a和complex_b是两个复数对象；

  • 求两个复数的和，希望能直接写成：complex_a + complex_b

3.1、运算符重载

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
实例：
注意事项：

  • 重载为成员函数时：参数个数为运算符目数减一
  • 重载为普通函数时：参数个数为运算符目数
#include<iostream>class Complex
{public:double real, imag;Complex(double r = 0.0, double i = 0.0):real(r), imag(i){}Complex operator-(const Complex & c);   // 重载为成员函数
};// 重载为普通函数
Complex operator+(const Complex & a, const Complex & b)
{return Complex(a.real + b.real, a.imag + b.imag);  // 返回一个临时对象
}
Complex Complex::operator-(const Complex & c)
{return Complex(real - c.real, imag - c.imag);   // 返回一个临时对象
}int main()
{Complex a(4, 4), b(1, 1), c;c = a + b;   // 等价于c=operator+(a+b)std::cout << c.real << "," << c.imag << std::endl; std::cout << (a-b).real << "," << (a-b).imag << std::endl;// a-b 等价于a.operator-(b)return 0;
}// OUT:
5,5
3,3
  • c = a + b; 等价于c = operator(a,b);
  • a-b 等价于a.operator-(b)

4、赋值运算符的重载

在这里插入图片描述

注意：以下教学视频中代码存在问题，请注意对比

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;class String 
{private: char * str;public:String () : str(new char[1]) {str[0] = 0;} const char * c_str() { return str; }String & operator = (const char * s);    // 对赋值运算符进行重载// 输入值是const char * s，返回值时String 的引用~String( ) {delete [] str;}
}; // 重载 ‘=’  obj = “hello”能够成立
String & String::operator = (const char * s)
{ delete [] str;str = new char[strlen(s)+1];strcpy(str, s);return * this;
}int main()
{String s;  // s.str是char类型的s = "Good Luck," ;   // ”=“是重载，因为等号两边类型是不匹配的，等价于 s.operator=("Good Luck,")std::cout << s.c_str() << std::endl;// String s2 = “hello!”; //这条语句要是不注释掉就会出错，因为这是初始化语句s = "Shenzhou 8!";     ”=“是重载，因为等号两边类型是不匹配的，等价于 s.operator=("Shenzhou 8!")std::cout << s.c_str() << std::endl;return 0;
}// OUT
Good Luck,
Shenzhou 8!

4、重载赋值运算符的意义 – 浅拷贝和深拷贝

在这里插入图片描述

问题：上述图片中这样做够了吗？还有需要改进的地方吗？

在这里插入图片描述
此处，好好听课，不好解释：
在这里插入图片描述

5、运算符重载为友元

通常, 将运算符重载为类的成员函数重载为友元函数的情况:

  • 成员函数不能满足使用要求
  • 普通函数, 又不能访问类的私有成员

实例1:运算符重载

class Complex{double real, imag;public:Complex(double r, double i):real(r), imag(i){ }; Complex operator+(double r);   // 运算符重载
};Complex Complex::operator+(double r)   
{ //能解释 c+5return Complex(real + r, imag); 
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

这篇关于C++面向对象程序设计-北京大学-郭炜【课程笔记（五）】的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/788893。

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