VC++复习笔记
VC++复习笔记
在学习Visual C++ 6.0编程之前，有必要复习一下C++中面向对象的一些基本概念。我们知道，C++与C相比有许多优点，主要体现在封装性（Encapsulation）、继承性（Inheritance）和多态性（Polymorphism）。封装性把数据与操作数据的函数组织在一起，不仅使程序结构更加紧凑，并且提高了类内部数据的安全性；继承性增加了软件的可扩充性及代码重用性；多态性使设计人员在设计程序时可以对问题进行更好的抽象，有利于代码的维护和可重用。Visual C++不仅仅是一个编译器，更是一个全面的应用程序开发环境，读者可以充分利用具有面向对象特性的C++语言开发出专业级的Windows应用程序。熟练掌握本章的内容，将为后续章节的学习打下良好的基矗
2.1 从结构到类
在C语言中，我们可以定义结构体类型，将多个相关的变量包装为一个整体使用。在结构体中的变量，可以是相同、部分相同，或完全不同的数据类型。在C语言中，结构体不能包含函数。在面向对象的程序设计中，对象具有状态（属性）和行为，状态保存在成员变量中，行为通过成员方法（函数）来实现。C语言中的结构体只能描述一个对象的状态，不能描述一个对象的行为。在C++中，对结构体进行了扩展，C++的结构体可以包含函数。
2.1.1结构体的定义
下面我们看看如例2-1所示的程序（EX01.CPP）。
例2-1
#include <iostream.h>
struct point
{
int x;
int y;
};
void main()
{
point pt;
pt.x=0;
pt.y=0;
cout<<pt.x<<endl<<pt.y<<endl;
}
在这段程序中，我们定义了一个结构体point，在这个结构体当中，定义了两个整型的变量，作为一个点的X坐标和Y坐标。在main函数中，定义了一个结构体的变量pt，对pt的两个成员变量进行赋值，然后调用C++的输出流类的对象cout将这个点的坐标输出。
在C++中预定义了三个标准输入输出流对象：cin（标准输入）、cout（标准输出）和cerr（标准错误输出）。cin与输入操作符（>>）一起用于从标准输入读入数据，cout与输出操作符（<<）一起用于输出数据到标准输出上，cerr与输出操作符（<<）一起用于输出错误信息到标准错误上（一般同标准输出）。默认的标准输入通常为键盘，默认的标准输出和标准错误输出通常为显示器。
cin和cout的使用比C语言中的scanf和printf要简单得多。使用cin和cout你不需要去考虑输入和输出的数据的类型，cin和cout可以自动根据数据的类型调整输入输出的格式。
对于输出来说，按照例2-1中所示的方式调用就可以了，对于输入来说，我们以如下方式调用即可：
int i;
cin>>i;
注意：在使用cin和cout对象时，要注意箭头的方向。在输出中我们还使用了endl（end of line），表示换行，注意最后一个是字母‘l’，而不是数字1。endl相当于C语言的'/n'，endl在输出流中插入一个换行，并刷新输出缓冲区。
因为用到了C++的标准输入输出流，所以我们需要包含iostream.h这个头文件，就像我们在C语言中用到了printf和scanf函数时，要包含C的标准输入输出头文件stdio.h。
提示：在定义结构体时，一定不要忘了在右花括号处加上一个分号（;）。
我们将结构体point的定义修改一下，结果如例2-2所示：
例2-2
struct point
{
int x;
int y;
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
在point这个结构体中加入了一个函数output。我们知道在C语言中，结构体中是不能有函数的，然而在C++中，结构体中是可以有函数的，称为成员函数。这样，在main函数中就可以以如下方式调用：
void main()
{
point pt;
pt.x=0;
pt.y=0;
// cout<<pt.x<<endl<<pt.y<<endl;
pt.output();
}
注意：在C++中，//......用于注释一行，/*......*/用于注释多行。
2.1.2结构体与类
将上面例2-2所示的point结构体定义中的关键字struct换成class，得到如例2-3所示的定义。
例2-3
class point
{
int x;
int y;
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
这就是C++中的类的定义，看起来是不是和结构体的定义很类似？在C++语言中，结构体是用关键字struct声明的类。类和结构体的定义除了使用关键字“class”和“struct”不同之外，更重要的是在成员的访问控制方面有所差异。结构体默认情况下，其成员是公有（public）的；类默认情况下，其成员是私有（private）的。在一个类当中，公有成员是可以在类的外部进行访问的，而私有成员就只能在类的内部进行访问了。例如，现在设计家庭这样一个类，对于家庭的客厅，可以让家庭成员以外的人访问，我们就可以将客厅设置为public。对于卧室，只有家庭成员才能访问，我们可以将其设置为private。
提示：在定义类时，同样不要忘了在右花括号处加上一个分号（;）。
如果我们编译例2-4所示的程序（EX02.CPP）：
例2-4
#include <iostream.h>
class point
{
int x;
int y;
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
void main()
{
point pt;
pt.x=0;
pt.y=0;
pt.output();
}
2.2 C++的特性
下面我们将通过具体的代码演示，给读者讲解C++类的特性。所使用的C++开发工具是微软公司出品的Visual C++ 6.0，操作系统是Windows2000 Server SP4。
启动Microsoft Visual C++6.0，如图2.2所示。
单击File菜单，选择New，如果2.3所示。
在Projects选项卡下，选择Win32 Console Application，如图2.4所示。
在右边的Project name：中，输入工程名EX03，单击OK按钮，如图2.5所示。
图2.2 Microsoft Visual C++6.0初始界面
图2.3 选择【File/New】菜单项
图2.4 选择Win32 Console Application工程类型
图2.5 输入工程名
在Win32 Console Application-Step 1 of 1中，选择An empty project单选按钮，单击【Finish】按钮，如图2.6所示。
出现一个工程信息窗口，单击【OK】按钮，如图2.7所示，这样就生成了一个空的应用程序外壳。
图2.6 选择An empty project选项 图2.7 新工程信息
这样的应用程序外壳并不能做什么，甚至不能运行，我们还要为它加上源文件。单击【File】菜单，选择【New】；然后在Files选项卡下，选择C++ Source File，如图2.8所示。
图2.8 为程序增加C++源文件
在右边的File文本框中，输入文件名EX03，单击【OK】按钮，如图2.9所示。
图2.9 输入C++源文件名称
并在EX03.cpp文件中输入以下代码：
例2-5
#include <iostream.h>
class point
{
public:
int x;
int y;
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
void main()
{
point pt;
pt.output();
}
说明：在这一章中，我们所有的示例工程都通过上述方式创建。
提示：如果你在编译程序时出现了下面的错误，请想想错误的原因，然后参照1.5节给出的问题解决办法，解决下面的错误。
--------------------Configuration: EX03 - Win32 Debug--------------------
Compiling...
EX03.CPP
Linking...
LIBCD.lib(wincrt0.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol _WinMain@16
Debug/EX03.exe : fatal error LNK1120: 1 unresolved externals
Error executing link.exe.
EX03.exe - 2 error(s), 0 warning(s)
2.2.1类与对象
在这个程序中，我们定义了一个类point，在main函数中我们定义了一个pt对象，它的类型是point这个类。C++语言是面向对象的语言，那么，什么是类？什么是对象呢？
类描述了一类事物，以及事物所应具有的属性，例如：我们可以定义“电脑”这个类，那么作为“电脑”这个类，它应该具有显示器、主板、CPU、内存、硬盘，等等。那么什么是“电脑”的对象呢？例如，我们组装的一台具体的电脑，它的显示器是美格的，主板是华硕的，CPU是Intel的，内存是现代的，硬盘用的是希捷的，也就是“电脑”这个类所定义的属性，在我们购买的这台具体的电脑中，有了具体的值。
这台具体的电脑就是我们“电脑”这个类的一个对象。我们还经常听到“类的实例”，什么是“类的实例”呢？实际上，类的实例和类的对象是一个概念。
对象是可以销毁的。例如，我们购买的这台电脑，它是可以被损毁的。而类是不能被损毁的，我们不能说把电脑毁掉，“电脑”类是一个抽象的概念。
2.2.2构造函数
按下键盘上的F7功能键编译例2-5的代码，然后按下键盘上的Ctrl+F5执行程序，出现如图2.10所示的运行结果。
从图中可以看到，输出了两个很大的负数。这是因为在构造pt对象时，系统要为它的成员变量x和y分配内存空间，而在这个内存空间中的值是一个随机值，在程序中我们没有给这两个变量赋值，因此输出时就看到了如图2.10所示的结果。这当然不是我们所期望的，作为一个点的两个坐标来说，应该有一个合理的值。为此，我们想到定义一个初始化函数，用它来初始化x和y坐标。这时程序的代码如例2-6所示，其中加灰显示的部分为新添加的代码。
图2.10 EX03程序的运行结果
例2-6
#include <iostream.h>
class point
{
public:
int x;
int y;
void init()
{
x=0;
y=0;
}
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
void main()
{
point pt;
pt.init();
pt.output();
}
然而，对于我们定义的init函数，在编写程序时仍然有可能忘记调用它。那么，能不能在我们定义pt这个对象的同时，就对pt的成员变量进行初始化呢？在C++当中，给我们提供了一个构造函数，可以用来对类中的成员变量进行初始化。
C++规定构造函数的名字和类名相同，没有返回值。我们将init这个函数删去，增加一个构造函数point。这时程序的代码如例2-7所示，其中加灰显示的部分为新添加的代码。
例2-7
#include <iostream.h>
class point
{
public:
int x;
int y;
point() //point类的构造函数
{
x=0;
y=0;
}
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
void main()
{
point pt;
pt.output();
}
在程序中，point这个构造函数没有任何返回值。我们在函数内部对x和y变量进行了初始化，按F7编译代码，按Ctrl+F5执行程序，可以看到输出结果是两个0。
构造函数的作用是对对象本身做初始化工作，也就是给用户提供初始化类中成员变量的一种方式。可以在构造函数中编写代码，对类中的成员变量进行初始化。在例2-7的程序中，当在main函数中执行“point pt”这条语句时，就会自动调用point这个类的构造函数，从而完成对pt对象内部数据成员x和y的初始化工作。
如果一个类中没有定义任何的构造函数，那么C++编译器在某些情况下会为该类提供一个默认的构造函数，这个默认的构造函数是一个不带参数的构造函数。只要一个类中定义了一个构造函数，不管这个构造函数是否是带参数的构造函数，C++编译器就不再提供默认的构造函数。也就是说，如果为一个类定义了一个带参数的构造函数，还想要无参数的构造函数，则必须自己定义。
知识点国内很多介绍C++的图书，对于构造函数的说明，要么是错误的，要么没有真正说清楚构造函数的作用。在网友backer的帮助下，我们参看了ANSI C++的ISO标准，并从汇编的角度试验了几种主流编译器的行为，对于编译器提供默认构造函数的行为得出了下面的结论：
如果一个类中没有定义任何的构造函数，那么编译器只有在以下三种情况，才会提供默认的构造函数：
1．如果类有虚拟成员函数或者虚拟继承父类（即有虚拟基类）时；
2．如果类的基类有构造函数（可以是用户定义的构造函数，或编译器提供的默认构造函数）；
3．在类中的所有非静态的对象数据成员，它们所属的类中有构造函数（可以是用户定义的构造函数，或编译器提供的默认构造函数）。
2.2.3析构函数
当一个对象的生命周期结束时，我们应该去释放这个对象所占有的资源，这可以利用析构函数来完成。析构函数的定义格式为：~类名()，如：~point()。
析构函数是“反向”的构造函数。析构函数不允许有返回值，更重要的是析构函数不允许带参数，并且一个类中只能有一个析构函数。析构函数的作用正好与构造函数相反，析构函数用于清除类的对象。当一个类的对象超出它的作用范围，对象所在的内存空间被系统回收，或者在程序中用delete删除对象时，析构函数将自动被调用。对一个对象来说，析构函数是最后一个被调用的成员函数。
根据析构函数的这种特点，我们可以在构造函数中初始化对象的某些成员变量，为其分配内存空间（堆内存），在析构函数中释放对象运行期间所申请的资源。
例如，下面这段程序：
class Student
{
private:
char *pName;
public:
Student()
{
pName=new char[20];
}
~Student()
{
delete[] pName;
}
};
在Student类的构造函数中，给字符指针变量pName在堆上分配了20个字符的内存空间，在析构函数中调用delete，释放在堆上分配的内存。如果没有delete[] pName这句代码，当我们定义一个Student的对象，在这个对象生命周期结束时，在它的构造函数中分配的这块堆内存就会丢失，造成内存泄漏。
提示：在类中定义成员变量时，不能直接给成员变量赋初值。例如：
class point
{
int x=0;//错误，此处不能给变量x赋值。
int y;
};
2.2.4函数的重载
我们希望在构造pt这个对象的同时，传递x坐标和y坐标的值。可以再定义一个构造函数，如例2-8所示。
例2-8
#include <iostream.h>
class point
{
public:
int x;
int y;
point()
{
x=0;
y=0;
}
point(int a, int b)
{
x=a;
y=b;
}
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
};
void main()
{
point pt(5,5);
pt.output();
}
在这个程序中，有两个构造函数，它们的函数名是一样的，只是参数的类型和个数不一样。这在C语言中是不允许的，而在C++中上述定义是合法的，这就是C++中函数的重载（overload）。当执行main函数中的point pt(5,5)这条语句时，C++编译器将根据参数的类型和参数的个数来确定执行哪一个构造函数，在这里即执行point(int a, int b)这个函数。
重载构成的条件：函数的参数类型、参数个数不同，才能构成函数的重载。分析以下两种情况，是否构成函数的重载。
第一种情况：（1）void output();
（2）int output();
第二种情况：（1）void output(int a,int b=5);
（2）void output(int a);
对于第一种情况，当我们在程序中调用output()函数时，读者认为应该调用的是哪一个函数呢？要注意：只有函数的返回类型不同是不能构成函数的重载的。
对于第二种情况，当我们在程序中调用output（5）时，应该调用的是哪一个函数呢？调用（1）的函数可以吗？当然是可以的，因为（1）的函数第二个参数有一个默认值，因此可以认为调用的是第一个函数；当然也可以是调用（2）的函数。由于调用有歧义，因此这种情况也不能构成函数的重载。在函数重载时，要注意函数带有默认参数的这种情况。
2.2.5 this指针
我们再看例2-9所示的这段代码（EX04.CPP）：
例2-9
#include <iostream.h>
class point
{
public:
int x;
int y;
point()
{
x=0;
y=0;
}
point(int a,int b)
{
x=a;
y=b;
}
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
void input(int x,int y)
{
x=x;
y=y;
}
};
void main()
{
point pt(5,5);
pt.input(10,10);
pt.output();
}
我们在point类中定义了一个input函数。在这个函数中，用参数x和参数y分别给成员变量x和y进行了赋值。在main函数中，先调用pt对象的input函数，接收用户输入的坐标值，然后调用output函数输出pt对象的坐标值。
读者可以思考一下这段程序的运行结果，然后编译运行，看看结果和你所思考的结果是一样的吗？
有的读者可能会认为在input（int x, int y）函数中，利用形参x和形参y对point类中的成员变量x和y进行了赋值，然而事实是这样吗？因为变量的可见性，point类的成员变量x和y在input（int x, int y）这个函数中是不可见的，所以，我们实际上是将形参x的值赋给了形参x，将形参y的值赋给了形参y，根本没有给point类的成员变量x和y进行赋值，程序运行的结果当然就是“5,5”了。
如何在input（int x, int y）这个函数中对point类的成员变量x和y进行赋值呢？有的读者马上就想到，将input函数的参数名改一下不就可以了吗？比如：将函数改为input（int a, int b），当然，这也是一种解决办法。如果我们不想改变函数的参数名，那么又如何去给point类的成员变量x和y进行赋值呢？
在这种情况下，可以利用C++提供的一个特殊的指针——this来完成这个工作。this指针是一个隐含的指针，它是指向对象本身的，代表了对象的地址。一个类所有的对象调用的成员函数都是同一个代码段，那么，成员函数又是怎么识别属于不同对象的数据成员呢？原来，在对象调用pt.input（10,10）时，成员函数除了接收2个实参外，还接收到了pt对象的地址，这个地址被一个隐含的形参this指针所获取，它等同于执行this=&pt。所有对数据成员的访问都隐含地被加上了前缀this->。例如：x=0; 等价于this->x=0。
利用this指针，我们重写input（int x, int y）函数，结果如例2-10所示。
例2-10
#include <iostream.h>
class point
{
public:
int x;
int y;
point()
{
x=0;
y=0;
}
point(int a,int b)
{
x=a;
y=b;
}
void output()
{
cout<<x<<endl<<y<<endl;
}
void input(int x,int y)
{
this->x=x;
this->y=y;
}
};
void main()
{
point pt(5,5);
pt.input(10,10);
pt.output();
}
再编译运行，此时的结果就如预期所料了。
2.2.6类的继承
1．继承
我们定义一个动物类，对于动物来说，它应该具有吃、睡觉和呼吸的方法。
class animal
{
public:
void eat()
{
cout<<"animal eat"<<endl;
}
void sleep()
{
cout<<"animal sleep"<<endl;
}
void breathe()
{
cout<<"animal breathe"<<endl;
}
};
我们再定义一个鱼类，对于鱼来说，它也应该具有吃、睡觉和呼吸的方法。
class fish
{
public:
void eat()
{
cout<<"fish eat"<<endl;
}
void sleep()
{
cout<<"fish sleep"<<endl;
}
void breathe()
{
cout<<"fish breathe"<<endl;
}
};
如果我们再定义一个绵羊类，对于绵羊来说，它也具有吃、睡觉和呼吸的方法，我们是否又重写一遍代码呢？既然鱼和绵羊都是动物，是否可以让鱼和绵羊继承动物的方法呢？在C++中，提供了一种重要的机制，就是继承。类是可以继承的，我们可以基于animal这个类来创建fish类，animal称为基类（Base Class，也称为父类），fish称为派生类（Derived Class，也称为子类）。派生类除了自己的成员变量和成员方法外，还可以继承基类的成员变量和成员方法。
重写animal和fish类，让fish从animal继承，代码如例2-11所示（EX05.CPP）。
例2-11