128-C++学习第六弹(重载，仿函数，模板，STL)

╰半夏微凉° 2023-01-01 15:47 124阅读 0赞

class Int
    {
        
    private:
    	int value;
    public:
    	Int(int x=0):value(x){
        }
    	~Int(){
        }
    	int &Value(){
        return value;}
    	const int&Value()const{
        return value;}
    };
    
    class Object
    {
        
    	int num;
    	Int*pInt;
    public:
    	Object(int x=0):num(x),pInt(new Int(x+10)){
        }
    	~Object()
    	{
        
    		if(pInt!=nullptr)
    		{
        
    			delete pInt;
    		}
    		pInt=nullptr;
    	}
    	int GetNum(){
         return num;}
    
    	Int&GetInt(){
         return *pInt;}
    
    	Int*GetPInt(){
        return pInt;}
    
    };
    
    
    int main()
    {
        
    	Object Obj(10);
    
    	Int*p=Obj.GetPInt();
    
    	Int x=Obj.GetInt();
    
    	return 0;
    }

当我们主函数运行的时候，给主函数开辟一个栈帧，定义了一个Obj对象，这个对象成员有：num和pInt, num=10,pInt 指针new一个Int的空间（4字节）x+10=20，拿20去初始化这个空间。new在这里2个动作：申请空间和拿Int的构造函数构建对象（初始化20），把构建好的这个对象的地址给pInt  
Int\*p=Obj.GetPInt(); 把pInt的内容给p，p指针指向20这个对象  
Int x=Obj.GetInt(); 返回的是所指之物，把对象拷贝赋值给x  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

Obj.GetPInt()->Value()=100;

按照函数的调用关系，从左向右依次调动，Obj.GetPInt()调动GetPInt()函数，返回Int类型的指针PInt，Value()是指向对象的方法，100给value值，实际上是给PInt指向的对象赋值，20变成100

**问题：**  
**如果GetInt()前面没有&**

Int GetInt(){
         return *pInt;}

**那么下面这三句可不可以执行？**

Int x=Obj.GetInt();//可以
    int a=Obj.GetInt().Value();//可以
    Obj.GetInt().Value()=100;//没必要

当我们去调动GetInt()这个函数的时候，将会给这个函数开辟一个栈帧，把this指针给给它，把\*pInt这个对象返回，要调动拷贝构造函数，以临时对象作为过渡（临时对象构建在主函数栈区），把这个临时对象赋值给x，所以第一行代码正确。第二行代码，前面返回的也是一个将亡值，把将亡值的value值取出来给a，第二行代码正确。但是第三行代码，是给将亡值的value值更改，改了之后无意义，这个值迅速就销毁了，将亡值是不能赋值的。

**在GetInt()前面加上&，就OK了**

Int&GetInt(){
         return *pInt;}

返回的就是pInt所指对象本身！100改变的是Obj里pInt所指之物的对象

## 在C++中，可以重载 \* 重载-> ##

Int& operator*() {
         return *pInt; }
    const Int& operator*() const {
         return *pInt; }
    
    Int* operator->() 
    	{
         
    		return pInt;  
    		//return &**this; 两种写法都可以 
    	}

Int& operator\*() \{ return \* pInt; \}  
重载 \* ，返回的是pInt所指之物  
const Int& operator\*() const \{ return \*pInt; \}这个是常方法，返回的也是pInt所指之物，为了保持一致性，也已const Int& 形式返回，

int main()
    {
        
    	Object obj(10);
    	Int a = *obj;
    	int x = (*obj).Value();
    	(*obj).Value() = 100;
    
    	return 0;
    }

**现在相当于函数给了新的名字，重载了解引用**  
看程序：定义了一个对象obj,它的num=10,还有pInt指针指向Int的对象，构造函数构建Int类型的对象，值为20,\*obj相当于调动自己的运算符重载，解引用，直接返回所指对象给a，(\*obj).Value()，把20给x，(\*obj).Value() = 100;把20变为100  
这个重载 \*和指针很像  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

**关于重载->**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
this指向obj，*this是对象本身，* \* \* this调动指向重载，返回的是pInt指向对象的别名，&把这个对象的地址返回

int main()
    {
        
    	Object obj(10);
    	obj->Value();
    	obj.operator->()->Value();
    	return 0;
    }

obj.是对象本身的方法  
obj->是重载了->,返回的对象是Int类型的对象，返回（\*Int）,->是先和对象本身结合，返回所指之物的类型，也就是（\*Int），然后（\*Int）->Value();实际上这个地方的 -> 作用了两次。只需要写一个->就可以  
重载了 \* 和->时，这个类型叫**智能指针**

## 重载（） ##

## 仿函数 ##

class Add_Int
    {
        
    private:
    	int value;
    public:
    	Add_Int(int x = 0) :value(x) {
        }
    	~Add_Int() {
        }
    public:
    	//int operator()(Add_Int * const this,int x,int y)
    	inline int operator()(int x, int y)
    	{
        
    		value = x + y;
    		return value;
    	}
    };

int main()
    {
        
    	Add_Int add;
    	int x = add(10, 20);//重载()
    	int y = add.operator()(10, 20);//解析
    	//  y = operator()(&add,10,20);		//正确
    	//  y = operator(&add)(10,20);		//错误，因为这里的()是函数名
    	x = Add_Int(0)(12, 23);//类型名后面加()意味着构建对象，拿对象调动()重载
    
    }

**在标准库只有一元，二元仿函数**

class Stack
    {
        
    private:
    	double data[10000000];//超过内存，崩溃
    	int maxsize;
    	int pos;
    public:
    	Stack() {
         pos = -1; }
    	~Stack() {
        }
    
    	int size()const {
         return pos + 1; }
    	int empty() const {
         return size() == 0; }
    	int full() const {
         return size() == maxsize; }
    	void push(double x)
    	{
        
    		pos += 1;
    		data[pos] = x;
    	}
    	// pop
    	double Top() {
         return data[pos]; }
    	void  pop() {
         pos -= 1; }
    };
    
    int main()	  //主函数栈区大小 vs 1M // Liunx // 10M
    {
        
    	Stack st;//开辟在局部变量区
    	return 0;
    }

上面这个方法不好，类型不方便转换，不满足于用户

## 模板类型 ##

template<typename Type>//Type是标识符
    class Stack
    {
        
    	Type* data;
    	int maxsize;
    	int pos;
    public:
    	Stack(int sz = 10)
    	{
        
    		maxsize = sz;
    		pos = -1;
    		data = new Type[maxsize];  //???
    		// 1 // 2;
    		//cout << typeid(Type).name() << endl;
    		//打印出int， double， student 
    		//typeid(Type).name x;//错误 
    		//     string
    	}
    	~Stack()
    	{
        
    		maxsize = 0;
    		pos = -1;
    		delete[]data;
    		data = nullptr;
    	}
    	int size() const {
        
    		return pos + 1;
    	}
    	bool empty() const {
        
    		return size() == 0;
    	}
    	bool full() const {
        
    		return size() == maxsize;
    	}
    	void push(const Type& x)
    	{
        
    		if (!full())
    		{
        
    			pos += 1;
    			data[pos] = x;
    		}
    	}
    	Type& top() {
        
    		return data[pos];
    	}
    	const Type& top() const {
        
    		return data[pos];
    	}
    	void pop() {
        
    		pos -= 1;
    	}
    };

**下面这三段为什么都加上const?**  
![在这里插入图片描述][20210103194528682.png_pic_center]  
**我们可能定义普通的栈 Stack；  
也可能定义常性的栈 const Stack;  
普通对象可以调动普通方法，也可以调动常方法  
常对象只能调动常方法  
这样写加大此代码的复用程度**  
**从整个类型设计的角度**

![在这里插入图片描述][20210103194929952.png_pic_center]  
**一个是常方法，值不能改  
一个是普通方法，值可以修改**

**这个栈方法如何来使用的？**

int main()
    {
        
    	Stack<int> ist(100);
    	Stack<double> dst;
    	Stack<Student> sst;
    	///ist = dst;
    	return 0;
    }

编译器在编译时，发现你定义了一个模板类型的栈，把编译的模板类型的栈放在描述表里，在编译主函数的时候，发现给的int，生成一段代码。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
然后看到double，又生成了一段代码  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]  
然后看到student，又生成一段代码  
![在这里插入图片描述][20210103195905876.png_pic_center]  
**模板类是生成类型的类型**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]  
**注意，这个过程是在编译时确定的**  
一定要在<>给具体的类型  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]  
**这三大段代码编译之后形成obj文件，链接形成可执行文件  
模板是产生代码的代码（编译器进行）**

只有在模板里面，调动这个方法时，才参与编译。没有调动此方法，此方法对不对编译器没办法检查是否有问题

**栈的类型不同，不能互相赋值，类型不匹配，编译完成后，类型名发生改变，类型是Stack< int > 类型是Stack< double > 不一样的类型**

接下来解决这个问题  
![在这里插入图片描述][20210103201017592.png_pic_center]

class Object
    {
        
    private:
    	int value;
    public:
    	Object(int x = 0) :value(x)
    	{
        
    		cout << "construct object: " << this << endl;
    	}
    	~Object()
    	{
        
    		cout << "deconstruct object: " << this << endl;
    	}
    };
    
    int main()
    {
        
    	Stack<Object> ost;
    	cout << ost.empty() << endl;
    	return 0;
    }

定义一个空栈  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
从逻辑上说，是一个空栈，空的为真

int main()
    {
        
    	Stack<Object> ost;
    	cout << ost.size() << endl;
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]

入栈0，但是构建的时候，构建10个对象了，逻辑和物理上的差异

## STL ##

**string类**

#include<string>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
        
    	string s1("yhpinghello");
    	string s2 = "yhping";
    
    	string s3; 
    
    	s3 = s1 + s2;
    	s3 = s1 + "yhping";
    	s3 = "yhping" + s1;
    	s3 = "hello" + "yhping";//错误，这个不可行，常性字符串，没有+
    	
    	cout << s1 << endl;
    	cout << s2 << endl;
    	cout << s3 << endl;
    
    	return 0;
    }

int main()
    {
        
    	string s1("yhping");  
    	string s2("yhx");
    
    	cout << (s1 < s2) << endl;//比较
    	s1.append("hello");//尾部接
    	cout << s1 << endl;
    
    	int len = s1.size();//大小
    	int cap = s1.capacity();//容量一定大于字符串的个数
    	for (int i = 0; i < len; ++i)
    	{
        
    		cout << s1[i] << " ";//下标访问
    	}
    	//s1[10] = 'x';//改变字符串内容 可以检查越界
    	cout << s1 << endl;
    	const char* s = s1.c_str();//返回s1字符串的地址
    	return 0;
    }

## vector ##

相当于可扩展的数组

#include<vector>
    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
        
    	vector<int> iar = {
         12,23,34,45,56,67,78 };//可以直接初始化 
    	vector<double> dar;
    	//vector<Student> sar;要什么添加什么，vector就操作什么 
    
    	int n = iar.size();//个数 
    	for (int i = 0; i < n; ++i)
    	{
        
    		cout << iar[i] << " ";//打印 
    	}
    	iar.push_back(100);//尾部添加数据，但是没有头部添加的方法 
    	
    	int a = iar.back();//返回最后一个元素 
    	int x = iar.front();//返回第一个元素 
    
    	iar.clear();//清空
    	return 0;
    }

**迭代器**

//迭代器，面向对象版本的指针 
    int main()
    {
        
    	vector<int> iar = {
         12,23,34,56,67,78 };
    
    	vector<int>::iterator it = iar.begin();//内置类型迭代器，it迭代器类型，begin获取顺序元素的第一个元素的位置信息 
    	for (; it != iar.end(); ++it)//end代表顺序元素的最后一个元素的后续位置，78后面的后续位置 
    	{
        
    		cout << *it << endl;//迭代器从前向后依次访问 ，*it所指之物 
    	}
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][20210103204358237.png_pic_center]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/c265e355818b4d839c7784ef9cd679db.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221120/243f67aeb8a94cfd820100576fd00158.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221120/6a02f9a914e141579f774bc3db7533ba.png
[20210103194528682.png_pic_center]: /images/20221120/b095461650ba4145936460f619d48bad.png
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[20210103195905876.png_pic_center]: /images/20221120/3b902f2624eb429c919f56a37515886b.png
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[20210103201017592.png_pic_center]: /images/20221120/82845605b98646d69029eb88e7a30063.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]: /images/20221120/f5b5f5e12ce04a4a9da18fe8c8daed34.png
[20210103204358237.png_pic_center]: /images/20221120/98193cd526384a90bf7b1cef4dc2d370.png