課程地址：資料結構與演算法 | 第四周輔導 紅皮第七章 面向物件方法（一）

1. 程式設計方法：

   • 結構化程式設計
   • 面向物件的程式設計
     • 類
     • 物件

2. 類

   • 變數：描述物件屬性（資料成員）
   • 函式：描述物件行為（成員還是）

3. 定義類

   有三種訪問控制方式：

   class 類名 {
       public:    公有成員：任何地方都可以訪問
       private:   私有成員：該類 成員函式
       protected: 保護成員：該類 + 派生類 成員函式
                  友元函式(特殊)：隨便訪問
   }
   

   注意：

   • 不寫訪問控制方式，預設private
   • 類的友元可以訪問類及其派生類的任何東西

4. 建構函式

   形式區別：

   // 建構函式
   <類名> (形參表){
       函式體
   }
   
   // 一般函式
   <返回型別> <函式名>（形參表{
       函式體
   }
   

   引數：

   • 有參
   • 無參

   返回值：

   • 無值 void （可以沒有return，或者return;）
   • 有值

   建構函式特殊：

   • 建構函式沒有任何返回型別，不可以寫 void

   • 函式名就是類名（判斷一個函式是否為建構函式的依據）

   • 可以過載（有參/無參）

     函式過載：C++中不同的函式有相同的函式名。以傳入實參的數量/型別來決定呼叫哪個函式。

   • 類定義中，若未寫建構函式，系統提供一個無函式體的無參建構函式

   • 作用：

     1. 為物件分配記憶體空間
     2. 完成對該物件資料成員的初始化操作

   • 如果在建立新物件的時候，建構函式由系統自動呼叫。

     若一個物件已經被建立，再進行顯示呼叫的時候，就會報錯。

     // 初始化自動呼叫有參的
     Circle circleC(3.5, 4.5, 45.6);
     // 再次顯示呼叫，報錯
     corcleC.circle(3.5, 4.5, 45.6);
     

     呼叫類物件方法：

     物件.方法
     指標->方法
     

5. 解構函式

   // 解構函式不可以有形參
   virtual ~<類名> (){
       函式體，銷燬物件
   }
   

   特點：

   1. 沒有任何返回型別
   2. 函式名就是類名
   3. 只可以無參（一定不可過載）
   4. 類定義中未定義解構函式，系統提供一個沒有函式體的解構函式。
   5. 最好+\(virtual\)

   作用：

   • 在物件生存週期結束後，“善後工作”（比如我們new出來的記憶體，要進行刪除）

6. 拷貝建構函式

   作用：用一個已存在物件來初始化一個正在建立的新物件

   特點：

   1. 函式名也是類名

   2. 形參只有一個，是物件的引用

   3. 也是建構函式，所以沒有返回型別

   4. 函式原型

       <類名>(<類名> &物件名)
      

      函式原型：形參表中給出形參個數、型別，不用給具體名稱。

      為什麼引數是這樣的：類 物件 關係 ==> 資料型別 變數 關係：Circle (Circle &circle)

      ---

      拷貝型別：

      • 淺拷貝（預設、系統自帶）
      • 深拷貝（使用者自定義）

      // 呼叫有參構造
      IntArray x(20);
      // 呼叫拷貝構造(用x去初始化y)
      IntArray y(x); 
      

      淺拷貝：指向同一塊記憶體區域，析構2次

7. 類宣告和實現分離（函式定義與函式宣告）

   • 類宣告（放在標頭檔案 .h 中）

     用途：描述類的結構

     • 類的資料成員
     • 有哪些成員函式
     • 友元函式

   • 類實現（放在原始檔 .cpp 中）

     用途：描述成員函式具體的功能

   注意：

   • .cpp中寫出 #include “*.h”

     • ”" 先在當前資料夾搜尋，再到系統預設資料夾搜尋
     • <> 直接在系統預設資料夾搜尋

   • 類實現中成員函式形式：

     // 普通函式
     <返回型別> <函式名>(形參表){
         函式體
     }
     // 成員函式 
     <返回型別> <類名>::<函式名>(形參表){
         函式體
     }
     

     • 增加<類名>::，指出所定義的成員函式屬於哪個類 （::作用域運算子）

   為啥要分離？

   1. 保密
   2. 加快編譯（連結）

8. 類的靜態資料成員

   特點：

   • 類內宣告(.h)、類外初始化（.cpp）
   • 該變數所有由該類派生的物件共享（修改同步）

   // .h
   static int x;
   

   // .cpp
   // 靜態
   <型別> <類名>:: <變數> = <初值> ;
   

   只要是類宣告和實現的分離，就一定要寫清楚，這個變數、函式屬於誰。

   • 靜態成員變數要在類定義中宣告，在類外進行初始化（前者說明，它還是屬於這個類的，後者是因為這個變數要存在全域性變數區，C++還是面向機器的語言）
   • 類外初始化不用static

9. 類的常量成員

   • 資料成員，語法： const int x;

     注意：

     • 常量資料成員在宣告時候不可被賦初值，在定義物件時，利用建構函式賦初值，有值後就不可修改。
     • 普通資料成員，也最好在建構函式裡。

   • 成員函式，語法：<型別> <函式名> (形參表) const，只可讀，不可寫

10. this 指標（非靜態成員函式）

    • 隱式呼叫：，預設會隱式呼叫this指標

    • 顯示呼叫：

      • 形參名，與類的資料成員名相同

        Point (float x, float y){
            this->x = x; // x = x??? 
            this->y = y; // 等價於 Point.x = x;
        }
        

      • 返回值，物件本身，或者這個物件的地址（this ~ &物件名）

        • 物件地址：return this
        • 物件本身（取地址值）：return *this

11. 友元

    為什麼要出現友元？

    一個類中的函式，一般無法直接訪問另一個類中私有/保護成員，我們用友元函式來做。好處：提高了程式的效率，壞處：破壞了封裝性

    友元：

    • 友元函式：將某個函式宣告為友元函式，該函式，可以訪問同一個類中任何成員

      定義：

      friend <函式型別> <函式名>(<形參表>);
      

    • 友元成員：將一個類中成員函式A，宣告為另一個類B的友元函式

      用途：在A類中的一個函式，可以訪問B中任一成員變數（B說，A是我的朋友，A可以訪問B類的任何東西）

      定義（兩步法）：

      • 在 A 類中宣告成員函式

        class A {
            int func (int x);
        }
        

      • 在 B 類中宣告 A 類的成員函式，作為B類的友元（B的資源可以任意訪問）

        class B {
            // A::** 將 A 類中的func放進來
            friend int A:: func(int x);
        }
        

    • 友類：A類中所有成員函式，均可訪問B類中所有成員。

      定義（兩步法）：

      • 先定義A 類

        class A {
            
        }
        

      • 在B類中宣告A是B的友類：

        class B{
            // 把A類作為B的朋友（朋友）
            freind class A;
        }
        

      注意：

      • 單向性：A是B的友類，B不是A的友類。
      • 非傳遞性：A是B的友類，B是C的友類，A不是C的友類

思維導圖：