學習 c++ 物件導向

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tags: c++,物件導向,指標,static,class

Wed, Jul 21, 2021 2:31 PM

• 學習 c++ 物件導向
  • classes(類別)
  • constructors & destructors(建構子&解構子)
  • Overloading Constructors(重載建構子)
  • Pointers to Classes(類別指標)
  • Overloading Operators(重載運算子)
  • This(this指標)
  • Static Members(靜態成員)
  • Friend(朋友函式)
  • Inheritance(繼承)
  • Pointers to Base Class(父類別指標)
  • Polymorphism：Virtual Members(虛擬成員)
  • Polymorphism：Abstract Base Classes(抽象類別)

歡迎觀賞！！

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classes(類別)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_pos 設定位置
    get_count 回傳數量
-----------------
*/
class cat{
    public:
        void set_pos(int,int);
        int get_count();
    private:
        int count = 1;
        int posx,posy;
};

void cat::set_pos(int x,int y){
    posx = x;
    posy = y;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int main ()
{
    cat c1;
    c1.set_pos(1,2);
    std::cout << c1.get_count() << std::endl;
}

練習使用classes，並且了解到public和private的使用方式，以及成員函式的宣告，可以先宣告原型再利用外部宣告。

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constructors & destructors(建構子&解構子)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    *count 數量的指標
    *posx 紀錄x位置的指標
    *posy 紀錄y位置的指標
-----------------
函數:
    cat 設定初始值的建構子
    get_count 回傳指標的數量
    ~cat 刪除資料的解構子
-----------------
*/
class cat{
    public:
        cat(int,int,int);
        int get_count();
        ~cat();
    private:
        int *count;
        int *posx,*posy;
};

cat::cat(int x,int y,int cnt){
    posx = new int;
    posy = new int;
    count = new int;
    *posx = x;
    *posy = y;
    *count = cnt;
}

cat::~cat(){
    delete posx;
    delete posy;
    delete count;
}

int cat::get_count(){
    return *count;
}

int main ()
{
    cat c1 (1,2,5);
    std::cout << c1.get_count() << std::endl;
}

練習使用constructors & destructors，了解建構子和解構子的用途，以及使用方法。

！！解構子最常使用的地方在於動態管理的記憶體釋放。

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Overloading Constructors(重載建構子)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    get_count 回傳數量
-----------------
*/
class cat{
    public:
        int get_count();
        int count,posx,posy;
};


int cat::get_count(){
    return count;
}

int main ()
{
    cat c1 ({5,2,5}); // [or] cat c1
    
    std::cout << c1.get_count() << std::endl;
}

預設的建構子為 cat()，有兩種，第一種是無初始化空的建構子，第二種是可以初始化的建構子
empty constructor

cat(){}

copy constructor

cat(const &cat rv){
 count = rv.count;
 posx = rv.posx;
 posy = rv.posy;
}

多載函式
cat()
cat(int,int)
可以寫成兩種同樣名稱的函式。

！！取代了預設的函式，所以原本的預設函式已經不存在了

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    *count 數量的指標
    *posx 紀錄x位置的指標
    *posy 紀錄y位置的指標
-----------------
函數:
    cat 設定初始值的建構子
    get_count 回傳指標的數量
    ~cat 刪除資料的解構子
-----------------
*/
class cat{
    public:
        cat();
        cat(int,int,int);
        int get_count();
        int count,posx,posy;
};

cat::cat(){
    count = 1;
    posx = 1;
    posx = 1;
}

cat::cat(int cnt,int x,int y){
    count = cnt;
    posx = x;
    posy = y;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int main ()
{
    cat c1 (1,2,3);
    cat c2;
    std::cout << c1.get_count() << std::endl;
}

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Pointers to Classes(類別指標)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
-----------------
*/
class cat{
    public:
        int set_value(int, int, int);
        int get_count();
        int count,posx,posy;
};

int cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    posx = b;
    posy = c;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int main ()
{
    cat c1;
    cat *c2;
    cat *c3;
    cat *c4;
    c2 = new cat;
    c3 = new cat[2];
    c4 = &c1;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2->set_value(2,3,4);
    c3->set_value(3,4,5);
    c3[1].set_value(3,5,6);
    std::cout << "c1 " << c1.get_count() << std::endl;
    std::cout << "c2 " << c2->get_count() << std::endl;
    std::cout << "c3[0] " << c3->get_count() << std::endl;
    std::cout << "c3[1] " << c3[1].get_count() << std::endl;
    std::cout << "c4 " << c4->get_count() << std::endl;
}

練習使用指向class的指標，以及pointer的使用方式。

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Overloading Operators(重載運算子)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    operator+ 重載運算值
-----------------
*/
class cat{
    public:
        int count,posx,posy;
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        cat operator +(cat);
};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    posx = b;
    posy = c;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

cat cat::operator+(cat c){
    cat temp;
    temp.count = count + c.count;
    temp.posx = posx + c.posx;
    temp.posy = posy + c.posy;
    return temp;
}

int main ()
{
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    std::cout << "c3 " << c3.get_count() << " " << c3.posx << " " << c3.posy << std::endl;
}

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This(this指標)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
*/
class cat{
    public:
        int count,posx,posy;
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    posx = b;
    posy = c;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int main ()
{
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->posx << " " << c4->posy << std::endl;
}

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Static Members(靜態成員)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    get_allcnt 回傳總數量
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
*/
class cat{
    public:
        int count,posx,posy;
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        static int get_allcnt();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
    private:
    static int cnt;
};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    cnt += count;
    posx = b;
    posy = c;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int cat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int cat::cnt = 0;

int main ()
{
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->posx << " " << c4->posy << std::endl;
    std::cout << "all:" << cat::get_allcnt() << std::endl;
}

---

Friend(朋友函式)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 cat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    get_x 回傳x座標
    get_y 回傳y座標
    get_allcnt 回傳總數量
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
宣告一個名稱為 fatcat 的類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_allcnt 回傳總數量
-----------------
*/
class fatcat;
class cat{
    public:
        
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        int get_x();
        int get_y();
        static int get_allcnt();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
        friend class fatcat;
    private:
        int count,posx,posy;
        static int cnt;
};

class fatcat{
    private:
        int count,posx,posy;
        static int cnt;
    public:
        static int get_allcnt();
        void set_value(cat& rv);

};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    cnt += count;
    posx = b;
    posy = c;
}

void fatcat::set_value(cat& rv){
    count = rv.count;
    cnt += rv.count;
    posx = rv.posx;
    posy = rv.posy;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int cat::get_x(){
    return posx;
}

int cat::get_y(){
    return posy;
}

int cat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

int fatcat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int cat::cnt = 0;
int fatcat::cnt = 0;

int main ()
{
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->get_x() << " " << c4->get_y() << std::endl;
    std::cout << "all:" << cat::get_allcnt() << std::endl;

    fatcat fc1;
    fc1.set_value(c3);
    std::cout << fc1.get_allcnt() << std::endl;

}

---

Inheritance(繼承)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 allcat 的父類別
-----------------
變數:
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
-----------------
宣告一個名稱為 cat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    get_x 回傳x座標
    get_y 回傳y座標
    get_allcnt 回傳總數量
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
宣告一個名稱為 fatcat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_allcnt 回傳總數量
-----------------
*/
class allcat{
    protected:
        int count,posx,posy;
        static int cnt;
};
class fatcat;
class cat : private allcat{
    public:
        
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        int get_x();
        int get_y();
        static int get_allcnt();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
        friend class fatcat;
};

class fatcat : private allcat{
    public:
        static int get_allcnt();
        void set_value(cat& rv);

};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    cnt += count;
    posx = b;
    posy = c;
}

void fatcat::set_value(cat& rv){
    count = rv.count;
    cnt += rv.count;
    posx = rv.posx;
    posy = rv.posy;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int cat::get_x(){
    return posx;
}

int cat::get_y(){
    return posy;
}

int cat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

int fatcat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int allcat::cnt = 0;

int main ()
{
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->get_x() << " " << c4->get_y() << std::endl;
    std::cout << "all:" << cat::get_allcnt() << std::endl;

    fatcat fc1;
    fc1.set_value(c3);
    std::cout << fc1.get_allcnt() << std::endl;

}

---

Pointers to Base Class(父類別指標)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 allcat 的父類別
-----------------
變數:
    count 數量
    get_allcnt 回傳總數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
-----------------
宣告一個名稱為 cat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    get_x 回傳x座標
    get_y 回傳y座標
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
宣告一個名稱為 fatcat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
-----------------
*/
class allcat{
    public:
        int count,posx,posy;
        static int cnt;
        static int get_allcnt();
};
class fatcat;
class cat : public allcat{
    public:
        
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        int get_x();
        int get_y();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
        friend class fatcat;
};

class fatcat : public allcat{
    public:
        void set_value(cat& rv);

};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    cnt += count;
    posx = b;
    posy = c;
}

void fatcat::set_value(cat& rv){
    count = rv.count;
    cnt += rv.count;
    posx = rv.posx;
    posy = rv.posy;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int cat::get_x(){
    return posx;
}

int cat::get_y(){
    return posy;
}

int allcat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int allcat::cnt = 0;

int main ()
{
    
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    allcat* c5 = &c1; 
    allcat* c6 = &c2;
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->get_x() << " " << c4->get_y() << std::endl;
    std::cout << "all:" << c5->get_allcnt() << std::endl;

    fatcat fc1;
    fc1.set_value(c3);
    std::cout << c6->get_allcnt() << std::endl;
}

---

Polymorphism：Virtual Members(虛擬成員)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 allcat 的父類別
-----------------
變數:
    
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    get_allcnt 回傳總數量
    get_count 回傳數量（虛擬）
-----------------
宣告一個名稱為 cat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    get_x 回傳x座標
    get_y 回傳y座標
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
宣告一個名稱為 fatcat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
-----------------
*/
class allcat{
    public:
        int count,posx,posy;
        static int cnt;
        static int get_allcnt();
        virtual int get_count(void){ return 0; }
};
class fatcat;
class cat : public allcat{
    public:
        
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        int get_x();
        int get_y();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
        friend class fatcat;
};

class fatcat : public allcat{
    public:
        void set_value(cat& rv);
        int get_count();

};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    cnt += count;
    posx = b;
    posy = c;
}

void fatcat::set_value(cat& rv){
    count = rv.count;
    cnt += rv.count;
    posx = rv.posx;
    posy = rv.posy;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int fatcat::get_count(){
    return count;
}


int cat::get_x(){
    return posx;
}

int cat::get_y(){
    return posy;
}

int allcat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int allcat::cnt = 0;

int main ()
{
    
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    allcat* c5 = &c1; 
    
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->get_x() << " " << c4->get_y() << std::endl;
    std::cout << "all:" << c5->get_allcnt() << std::endl;

    fatcat fc1;
    fc1.set_value(c3);
    allcat* c6 = &fc1;
    std::cout << c6->get_allcnt() << std::endl;
    std::cout << c5->get_count() << std::endl;
    std::cout << c6->get_count() << std::endl;
}

---

Polymorphism：Abstract Base Classes(抽象類別)

#include <iostream>


/*
宣告一個名稱為 allcat 的父類別
-----------------
變數:
    
    count 數量
    posx 紀錄x位置
    posy 紀錄y位置
-----------------
函數:
    get_allcnt 回傳總數量
    get_count 回傳數量（虛擬）
-----------------
宣告一個名稱為 cat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
    get_x 回傳x座標
    get_y 回傳y座標
    isitme 檢查是否為正確的物件
    operator+ 重載運算值
-----------------
宣告一個名稱為 fatcat 的子類別
-----------------
變數:
-----------------
函數:
    set_value 設定數值
    get_count 回傳數量
-----------------
*/
class allcat{
    public:
        int count,posx,posy;
        static int cnt;
        static int get_allcnt();
        virtual int get_count(void)=0;
        void printcount(void){
            std::cout << this->get_count() << std::endl;
        }
};
class fatcat;
class cat : public allcat{
    public:
        
        void set_value(int, int, int);
        int get_count();
        int get_x();
        int get_y();
        bool isitme(cat& param);
        cat operator +(cat);
        friend class fatcat;
};

class fatcat : public allcat{
    public:
        void set_value(cat& rv);
        int get_count();

};

void cat::set_value(int a, int b, int c){
    count = a;
    cnt += count;
    posx = b;
    posy = c;
}

void fatcat::set_value(cat& rv){
    count = rv.count;
    cnt += rv.count;
    posx = rv.posx;
    posy = rv.posy;
}

int cat::get_count(){
    return count;
}

int fatcat::get_count(){
    return count;
}


int cat::get_x(){
    return posx;
}

int cat::get_y(){
    return posy;
}

int allcat::get_allcnt(){
    return cnt;
}

bool cat::isitme(cat& param){
    if(&param == this) return 1;
    else return 0;
}

cat cat::operator+(cat c){
    count = count + c.count;
    posx = posx + c.posx;
    posy = posy + c.posy;
    return *this;
}

int allcat::cnt = 0;

int main ()
{
    
    cat c1,c2,c3;
    c1.set_value(1,1,2);
    c2.set_value(2,3,4);
    c3 = c1 + c2;
    cat* c4;
    c4  = &c3;
    allcat* c5 = &c1; 
    
    if(c4->isitme(c3))
        std::cout << "c3 " << c4->get_count() << " " << c4->get_x() << " " << c4->get_y() << std::endl;
    std::cout << "all:" << c5->get_allcnt() << std::endl;

    fatcat fc1;
    fc1.set_value(c3);
    allcat* c6 = &fc1;
    std::cout << c6->get_allcnt() << std::endl;
    c5->printcount();
    c6->printcount();
}

---