面向对象

这一课你将能做到

1. 定义带构造函数、public/private 访问控制的类，并解释栈上对象「离开作用域自动析构」的行为
2. 写出一个 RAII 类（如判题计时器），让资源的生命周期绑定到对象生命周期
3. 用 virtual + override 实现多态，说清基类析构函数为什么必须是 virtual

为什么要学

C++ 的面向对象和 Java 长得像、骨子里不同。Java 对象生在堆上、由 GC 送走；C++ 对象可以生在栈上，作用域结束的那一刻析构函数被精确调用——没有 GC，也就没有「对象什么时候死」的不确定性。这个特性衍生出 C++ 最重要的编程范式 RAII（资源获取即初始化）：打开的文件、加的锁、申请的内存，全部封装进对象，析构函数负责释放，从此不会忘。

判题沙箱就是 RAII 的教科书案例：每个评测任务封装成对象，构造时启动用户进程、计时，析构时无论成功还是中途异常，都保证杀进程、关管道、回收句柄。学完这一课，你就明白 C++ 程序为什么「不靠 finally 也不会漏」。

先建立图像

Java：                         C++（栈上对象）：
User u = new User();           User u;               // 构造
...                            ...
u = null;  ← 等待 GC           }   ← 作用域结束的瞬间
  ↓                                析构函数立即执行，确定性释放
  未知时刻 GC 回收

对象生命周期 = 资源生命周期（RAII）

构造函数：拿资源（开文件 / 加锁 / 分配内存 / 启动计时）
析构函数：还资源（关文件 / 解锁 / 释放内存 / 停止计时）

无论函数正常返回、提前 return 还是抛异常，
析构都必然执行 —— 这是语言保证，等价于 Java 的 try-with-resources

跟着做

步骤 1：定义第一个类

新建 oop.cpp，写一个提交记录类：

#include <iostream>
#include <string>

class Submission {
public:                          // 外部可访问，对应 Java 的 public
    Submission(const std::string& user, int id)   // 构造函数：与类同名、无返回类型
        : user_(user), id_(id) {   // 初始化列表：成员的「出生即赋值」，比构造体内赋值高效
        std::cout << "构造 提交#" << id_ << "\n";
    }

    ~Submission() {              // 析构函数：~类名，无参无返回，至多一个
        std::cout << "析构 提交#" << id_ << "\n";
    }

    void print() const {         // 末尾 const：承诺不修改成员，相当于只读方法
        std::cout << user_ << " 提交了 #" << id_ << "\n";
    }

private:                         // 外部不可访问，Java 默认包私有，C++ 默认是 private
    std::string user_;
    int id_;
};

int main() {
    Submission s("zhang", 101);
    s.print();
    std::cout << "--- main 即将结束 ---\n";
    return 0;
}   // ← 作用域结束，s 的析构函数在这里自动执行

g++ -std=c++17 oop.cpp -o oop && ./oop

输出：

构造 提交#101
zhang 提交了 #101
--- main 即将结束 ---
析构 提交#101

没人手动调用析构——它是语言保证的自动行为。Java 里要靠 try-with-resources 或 finally 做的事，C++ 交给析构函数。

步骤 2：观察多个对象的生命周期

#include <iostream>

class Tracer {
public:
    explicit Tracer(const char* name) : name_(name) {   // explicit：禁止隐式转换
        std::cout << "进入 " << name_ << "\n";
    }
    ~Tracer() { std::cout << "离开 " << name_ << "\n"; }
private:
    const char* name_;
};

void taskB() {
    Tracer t("taskB");
    std::cout << "taskB 干活\n";
}

void taskA() {
    Tracer t("taskA");
    taskB();
    std::cout << "taskA 收尾\n";
}   // taskA 析构

int main() {
    Tracer t("main");
    taskA();
    return 0;
}   // main 析构