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1. 面向对象和面向过程的区别是什么#xff1f;#xff08;开放性问题#xff09;
1. **抽象级别**#xff1a;- **面向对象**#xff1a;以对象#xff08;数据和方法的集合#xff09;为中心#xff0c;强调的是数据和行为的封装。- **面向过程**#xf…类和对象
1. 面向对象和面向过程的区别是什么开放性问题
1. **抽象级别**- **面向对象**以对象数据和方法的集合为中心强调的是数据和行为的封装。- **面向过程**以过程函数或子程序为中心强调的是步骤和顺序。2. **数据和方法的关系**- **面向对象**数据和处理数据的方法封装在对象中对象可以包含数据和操作数据的方法。- **面向过程**数据和处理数据的方法是分离的通常数据结构和处理这些数据的函数是分开的。3. **模块化**- **面向对象**通过类和对象来实现模块化类定义了对象的蓝图。- **面向过程**通过函数和过程来实现模块化函数是独立的代码块。4. **代码重用**- **面向对象**通过继承和多态性可以更容易地重用代码。- **面向过程**代码重用通常通过函数库来实现但可能不如面向对象那样灵活。5. **维护和扩展**- **面向对象**由于封装和模块化通常更容易维护和扩展。- **面向过程**随着系统的增长维护和扩展可能会变得更加困难。6. **设计复杂性**- **面向对象**设计可能更复杂因为需要考虑类之间的关系和继承结构。- **面向过程**设计可能更直接因为关注点在于函数的调用和执行。7. **语言支持**- **面向对象**许多现代编程语言如Java、C、Python、Ruby天然支持面向对象编程。- **面向过程**几乎所有编程语言都支持过程化编程但一些语言如C在支持面向对象特性方面可能不如其他语言。8. **性能**- **面向对象**可能会有额外的开销因为需要处理对象的创建和方法调用。- **面向过程**通常在性能上更高效因为直接调用函数通常比创建对象和调用方法更快。2.类大小的计算
这里同样是和结构体的内存对齐做法相同需要注意的是空类的大小是1主要是为了在地址空间中占位表示存在这个类
3.class和struct的区别
struct 一般用于描述一个数据结构集合而 class 是对一个对象数据的封装struct 中默认的访问控制权限是 public 的而 class 中默认的访问控制权限是 private 的例如
struct A{
int iNum; // 默认访问控制权限是 public
}
class B{
int iNum; // 默认访问控制权限是 private
}在继承关系中struct 默认是公有继承而 class 是私有继承class 关键字可以用于定义模板参数就像 typename而 struct 不能用于定义模板参数例如
templatetypename T, typename Y // 可以把typename 换成 class
int Func(const T t, const Y y) {
//TODO
}3.this指针
1this指针存放在哪里
this指针是在栈上的因为他是一个形参当然有时候在会存在于寄存器上。因为有时候需要频繁的使用this指针所以放到了寄存器便于更加快速的使用this指针
2this指针可以为空嘛
this指针通常不能为nullptr因为他是当前对象的地址然而有一些特殊的情况
1. 静态成员函数在静态成员函数中this指针是不可用的因为静态成员函数不依赖于任何特定的实例。
2 .如果是去调用成员函数由于成员函数并不在对象中this不会进行解引用所以即使this是空指针也不会崩溃。
3. 如果this指针是空还访问了成员变量那么成员就会崩溃原因是对空指针进行了解引用。4.八个默认成员函数
首先先整体清点一下是哪八个成员函数 构造函数析构函数拷贝构造函数赋值运算符重载取地址操作符重载const成员函数移动构造移动赋值
1构造函数
构造函数是一个特殊的成员函数名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用以保证每个数据成员都有 一个合适的初始值并且在对象整个生命周期内只调用一次。虽然名称叫构造但是构造函数的主要任
务并不是开空间创建对象而是初始化对象特性
1. 函数名与类名相同。
2. 无返回值。
3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
4. 构造函数可以重载。问 关于编译器生成的默认成员函数很多童鞋会有疑惑不实现构造函数的情况下编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用d对象调用了编译器生成的默认构造函数但是d对象_year/_month/_day依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的 默认构造函数并没有什么用 答 C把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型如int/char…自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型看看下面的程序就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认成员函数。
class Time
{
public:Time(){cout Time() endl;_hour 0;_minute 0;_second 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year;int _month;int _day;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}注意C11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷又打了补丁即内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。
class Time
{
public:Time(){cout Time() endl;_hour 0;_minute 0;_second 0;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year 1970;int _month 1;int _day 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}2) 析构函数
析构函数与构造函数功能相反析构函数不是完成对对象本身的销毁局部对象销毁工作是由
编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数完成对象中资源的清理工作。析构函数是特殊的成员函数其特征如下
析构函数名是在类名前加上字符 ~。无参数无返回值类型。一个类只能有一个析构函数。若未显式定义系统会自动生成默认的析构函数。注意析构 函数不能重载对象生命周期结束时C编译系统系统自动调用析构函数关于编译器自动生成的析构函数是否会完成一些事情呢下面的程序我们会看到编译器生成的默认析构函数对自定类型成员调用它的析构函数。如果类中没有申请资源时析构函数可以不写直接使用编译器生成的默认析构函数比如Date类有资源申请时一定要写否则会造成资源泄漏比如Stack类。
3) 拷贝构造
拷贝构造函数也是特殊的成员函数其特征如下
拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用使用传值方式编译器直接报错因为会引发无穷递归调用若未显式定义编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝这种拷贝叫做浅拷贝或者值拷贝。. 编译器生成的默认拷贝构造函数已经可以完成字节序的值拷贝了还需要自己显式实现吗当然像日期类这样的类是没必要的。那么下面的类呢验证一下试试
// 这里会发现下面的程序会崩溃掉这里就需要我们以后讲的深拷贝去解决。
typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity 10){_array (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));if (nullptr _array){perror(malloc申请空间失败);return;}size 0;_capacity capacity;}void Push(const DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] data;_size;}~Stack(){if (_array){free(_array);_array nullptr;_capacity 0;_size 0;}}
private:DataType* _array;size_t _size;size_t _capacity;
};
int main()
{Stack s1;s1.Push(1);s1.Push(2);s1.Push(3);s1.Push(4);Stack s2(s1);return 0;
}这种情况是会崩溃的因为同一块空间被释放了两次
4运算符重载
C为了增强代码的可读性引入了运算符重载运算符重载是具有特殊函数名的函数也具有其
返回值类型函数名字以及参数列表其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。
函数名字为关键字operator后面接需要重载的运算符符号。
函数原型返回值类型 operator操作符(参数列表)注意
不能通过连接其他符号来创建新的操作符比如operator重载操作符必须有一个类类型参数用于内置类型的运算符其含义不能改变例如内置的整型不 能改变其含义作为类成员函数重载时其形参看起来比操作数数目少1因为成员函数的第一个参数为隐藏的this.* :: sizeof ?: .这五类运算符是不能够被重载的这个在笔试题中会经常性的出现 比如我们重载一下Date类的和代码大概就像这样
#include iostreamusing namespace std;class Date
{friend ostream operator (ostream out, const Date d);friend bool operator(const Date d1, const Date d2);
public:Date(int year, int month, int day) :_year(year),_month(month),_day(day){ }~Date(){cout ~Date() endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};
bool operator(const Date d1, const Date d2)
{return d1._year d2._year d1._month d2._month d1._day d2._day;
}
ostream operator (ostream out, const Date d)
{out d._year d._month d._day;return out;
}
int main()
{Date d1(1, 1, 1),d2(2,2,2);cout (d1 d2) endl;;cout d1 endl;return 0;
}赋值运算符重载格式
参数类型const T传递引用可以提高传参效率返回值类型T返回引用可以提高返回的效率有返回值目的是为了支持连续赋值检测是否自己给自己赋值返回*this 要复合连续赋值的含义
#include iostreamusing namespace std;class Date
{friend ostream operator (ostream out, const Date d);friend bool operator(const Date d1, const Date d2);
public:Date(int year, int month, int day) :_year(year),_month(month),_day(day){ }Date(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}~Date(){cout ~Date() endl;}const Date operator(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
bool operator(const Date d1, const Date d2)
{return d1._year d2._year d1._month d2._month d1._day d2._day;
}
ostream operator (ostream out, const Date d)
{out d._year d._month d._day;return out;
}
int main()
{Date d1(1, 1, 1),d2(2,2,2);cout (d1 d2) endl;d1 d2 Date(3,3,3);cout (d1 d2) endl;return 0;
}注意
赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数
用户没有显式实现时编译器会生成一个默认赋值运算符重载以值的方式逐字节拷贝。注意内置类型成员变量是直接赋值的而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符
重载完成赋值。这里提一嘴关于前置和后置的实现–也是同理的
#include iostreamusing namespace std;class Date
{friend ostream operator (ostream out, const Date d);friend bool operator(const Date d1, const Date d2);
public:Date(int year, int month, int day) :_year(year),_month(month),_day(day){ }Date(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;}Date operator()// 前置{_day 1; //这里为例简便我就不考虑什么月份天数什么的了}Date operator(int) //后置{Date temp(*this);_day 1;return temp;}~Date(){cout ~Date() endl;}const Date operator(const Date d){_year d._year;_month d._month;_day d._day;return *this;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
bool operator(const Date d1, const Date d2)
{return d1._year d2._year d1._month d2._month d1._day d2._day;
}
ostream operator (ostream out, const Date d)
{out d._year d._month d._day;return out;
}
int main()
{Date d1(1, 1, 1),d2(2,2,2);cout (d1 d2) endl;d1 d2 Date(3,3,3);cout (d1 d2) endl;return 0;
}
5)const成员
将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数const修饰类成员函数实际修饰该成员函数隐含的this指针表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。请思考下面的几个问题
const对象可以调用非const成员函数吗非const对象可以调用const成员函数吗const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗
const对象不可以调用非const成员函数非const对象可以调用const成员函数。
const成员函数不可以调用其他的非const成员函数非const成员函数可以调用const成员函数6取地址操作符重载
这两个默认成员函数一般不用重新定义 编译器默认会生成。 这两个运算符一般不需要重载使用编译器生成的默认取地址的重载即可只有特殊情况才需 要重载比如想让别人获取到指定的内容
7/8) 移动构造和移动赋值
这两个成员函数放到一起进行讨论 首先来介绍一下什么叫做左值引用什么叫做右值引用以及他们的区别是什么
传统的C语法中就有引用的语法而C11中新增了的右值引用语法特性所以从现在开始我们之前学习的引用就叫做左值引用。无论左值引用还是右值引用都是给对象取别名。
什么是左值什么是左值引用
左值是一个表示数据的表达式(如变量名或解引用的指针)我们可以获取它的地址可以对它赋值左值可以出现赋值符号的左边右值不能出现在赋值符号左边。定义时const修饰符后的左值不能给他赋值但是可以取它的地址。左值引用就是给左值的引用给左值取别名。#include iostream
using namespace std;int main()
{int*p new int(0);int b 1;const int c 2;int*rp p;intpb b;const intpc c;intpvalue *p;return 0;
}什么是右值什么是右值引用
右值也是一个表示数据的表达式如字面常量、表达式返回值函数返回值(这个不能是左值引用返回)等等右值可以出现在赋值符号的右边但是不能出现出现在赋值符号的左边右值不能取地址。右值引用就是对右值的引用给右值取别名。int main()
{
double x 1.1, y 2.2;
// 以下几个都是常见的右值
10;
x y;
fmin(x, y);
// 以下几个都是对右值的右值引用
int rr1 10;
double rr2 x y;
double rr3 fmin(x, y);
// 这里编译会报错error C2106: “”: 左操作数必须为左值
10 1;
x y 1;
fmin(x, y) 1;
return 0;
}需要注意的是右值是不能取地址的但是给右值取别名后会导致右值被存储到特定位置且可以取到该位置的地址也就是说例如不能取字面量10的地址但是rr1引用后可以对rr1取地址也可以修改rr1。如果不想rr1被修改可以用const int rr1 去引用是不是感觉很神奇这个了解一下实际中右值引用的使用场景并不在于此这个特性也不重要。int main()
{double x 1.1, y 2.2;int rr1 10;const double rr2 x y;rr1 20;rr2 5.5; // 报错return 0;
}左值引用与右值引用比较 左值引用总结
左值引用只能引用左值不能引用右值。但是const左值引用既可引用左值也可引用右值。临时常量具有常性
#include iostream
using namespace std;int main()
{//inta 10;//这种是错误的const inta 10;//这种是正确的return 0;
}右值引用总结
右值引用只能右值不能引用左值。但是右值引用可以move以后的左值。
来看看右值引用使用场景和意义 前面我们可以看到左值引用既可以引用左值和又可以引用右值那为什么C11还要提出右值引 用呢是不是化蛇添足呢下面我们来看看左值引用的短板右值引用是如何补齐这个短板的
namespace bit
{class string{public:typedef char *iterator;iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str _size;}string(const char *str ): _size(strlen(str)), _capacity(_size){// cout string(char* str) endl;_str new char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}// s1.swap(s2)void swap(string s){::swap(_str, s._str);::swap(_size, s._size);::swap(_capacity, s._capacity);}// 拷贝构造string(const string s): _str(nullptr){cout string(const string s) -- 深拷贝 endl;string tmp(s._str);swap(tmp);}// 赋值重载string operator(const string s){cout string operator(string s) -- 深拷贝 endl;string tmp(s);swap(tmp);return *this;}// 移动构造string(string s): _str(nullptr), _size(0), _capacity(0){cout string(string s) -- 移动语义 endl;swap(s);}// 移动赋值string operator(string s){cout string operator(string s) -- 移动语义 endl;swap(s);return *this;}~string(){delete[] _str;_str nullptr;}char operator[](size_t pos){assert(pos _size);return _str[pos];}void reserve(size_t n){if (n _capacity){char *tmp new char[n 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str tmp;_capacity n;}}void push_back(char ch){if (_size _capacity){size_t newcapacity _capacity 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}_str[_size] ch;_size;_str[_size] \0;}// string operator(char ch)string operator(char ch){push_back(ch);return *this;}const char *c_str() const{return _str;}private:char *_str;size_t _size;size_t _capacity; // 不包含最后做标识的\0};
}不妨先看看左值引用的应用场景
void func1(bit::string s)
{}
void func2(const bit::string s)
{}
int main()
{bit::string s1(hello world);// func1和func2的调用我们可以看到左值引用做参数减少了拷贝提高效率的使用场景和价值func1(s1);func2(s1);// string operator(char ch) 传值返回存在深拷贝// string operator(char ch) 传左值引用没有拷贝提高了效率s1 !;return 0;
}问左值引用的短板是什么
但是当函数返回对象是一个局部变量出了函数作用域就不存在了就不能使用左值引用返回只能传值返回。例如bit::string to_string(int value)函数中可以看到这里只能使用传值返回传值返回会导致至少1次拷贝构造(如果是一些旧一点的编译器可能是两次拷贝构造)。也就是说只要是局部的对象需要返回左值引用就是失去了作用因为出作用域之后局部对象就会被销毁当时候指向的就是一片位置的区域。 那么如果解决这个问题呢
右值引用和移动语义解决上述问题
在bit::string中增加移动构造移动构造本质是将参数右值的资源窃取过来占位已有那么就不
用做深拷贝了所以它叫做移动构造就是窃取别人的资源来构造自己偷梁换柱。来看看怎么实现
// 移动构造
string(string s):_str(nullptr),_size(0),_capacity(0)
{cout string(string s) -- 移动语义 endl;swap(s);
}不仅仅有移动构造还有移动赋值
在bit::string类中增加移动赋值函数再去调用bit::to_string(1234)不过这次是将
bit::to_string(1234)返回的右值对象赋值给ret1对象这时调用的是移动构造。// 移动赋值
string operator(string s)
{
cout string operator(string s) -- 移动语义 endl;
swap(s);
return *this;
}
int main()
{bit::string ret1;ret1 bit::to_string(1234);return 0;
}
// 运行结果
// string(string s) -- 移动语义
// string operator(string s) -- 移动语义
