这篇文章介绍 C++ 的进阶特性，主要是面向对象编程和模板。这些知识在设计模式的代码中会大量使用，但如果你只想刷算法题，可以先跳过这篇，等用到的时候再回来看。
类与对象
定义与使用（成员变量、成员函数）
前面我们用函数把逻辑封装起来，但数据（变量）和操作（函数）是分开的。类（class） 可以把数据和操作打包在一起，形成一个自定义的类型。
打个比方，int 类型只能存一个整数，string 类型只能存一段文字。如果你想描述一个"学生"，需要同时存名字、年龄这些信息，还要有"自我介绍"这种操作，这时候就需要自己定义一个类。
类里面的变量叫成员变量（也叫属性/字段），函数叫成员函数（也叫方法）。用类创建出来的具体对象叫实例：
这里 class Student { ... }; 定义了一个类（注意末尾的分号不能漏），public: 表示后面的成员是公开的，外部可以直接访问。Student s1; 就创建了一个 Student 类型的对象，然后用 . 来访问它的属性和方法。
一个类就像一个"模板"，你可以用它创建任意多个对象，每个对象都有自己独立的属性值。
构造函数
上面的代码中，创建对象之后还要逐个给属性赋值，有点啰嗦。构造函数可以让你在创建对象的同时就把初始值传进去：
构造函数的名字必须和类名一模一样，而且没有返回值类型（连 void 都不写）。创建对象时 Student s1("小明", 18) 就会自动调用这个构造函数。
this 指针
你可能注意到上面的构造函数里，参数名用了 n 和 a，就是为了和成员变量 name、age 区分开。但如果参数名和成员变量名一样呢？这时候就需要 this 指针。
this 是一个特殊的指针，指向当前对象本身。用 this-> 可以明确告诉编译器你要访问的是成员变量，而不是参数：
class Student {
public:
string name;
int age;
// 参数名和成员变量名一样，用 this-> 区分
Student(string name, int age) {
this->name = name; // this->name 是成员变量，name 是参数
this->age = age; // this->age 是成员变量，age 是参数
}
};这样参数就可以用更直观的名字了。实际开发中，构造函数的参数和成员变量同名是很常见的写法。
构造函数重载
和普通函数一样，构造函数也可以重载，只要参数列表不同就行。
C++ 还允许一个构造函数把工作委托给另一个，写法是在参数列表后面用冒号 : 连接要调用的构造函数：
Student(string name) : Student(name, 18) {} 冒号后面的 Student(name, 18) 就是在调用双参数的构造函数，这叫委托构造函数。
因为所有初始化工作都委托出去了，这个构造函数自己不需要再做别的事，所以函数体 {} 是空的。
还有一点：如果你没写任何构造函数，C++ 会自动提供一个无参的默认构造函数。但只要你写了任何一个，默认的就没了，想支持 Student s3; 这种写法就得自己加一个无参版本。
访问修饰符（public、private、protected）
上面我们一直用 public:，意思是"公开的"，任何地方都能访问。但有时候你不希望外部直接修改某些数据，这时候就需要封装。
C++ 提供三种访问修饰符：
public：公开的，谁都能访问private：私有的，只有类自己的方法能访问protected：受保护的，类自己和子类能访问（后面讲继承时会用到）
balance 被设为 private，外部不能直接读写它，只能通过 deposit() 和 getBalance() 这些公开方法来操作。这样就能在方法里加上校验逻辑（比如不允许存入负数），保证数据的安全。
这就是封装的思想：把数据藏起来，只暴露必要的操作接口。
继承与多态
继承
继承让你可以基于一个已有的类创建新类，新类自动拥有父类的属性和方法，还能添加自己的特有功能。
C++ 用 : public 父类名 来表示继承关系，在子类的构造函数中用初始化列表来调用父类构造函数：
Dog : public Animal 表示 Dog 继承自 Animal，Dog 自动拥有 Animal 的 name 属性和 eat() 方法。
注意子类构造函数的写法：Dog(string name, string breed) : Animal(name) 冒号后面的 Animal(name) 是在调用父类的构造函数，把 name 传给父类来初始化。这个冒号语法和前面委托构造函数的写法看起来一样，区别是前面调用的是自己类的另一个构造函数，这里调用的是父类的构造函数来初始化继承的部分。
方法重写与 virtual / override
继承的真正威力在于多态：用父类类型的指针或引用来指向子类对象，调用同名方法时会自动执行子类的版本。
但要实现多态，父类的方法必须用 virtual 关键字声明为虚函数，子类重写时加上 override 关键字：
重点来了：Animal* animals[2] 是一个父类指针数组，里面装的是 Dog 和 Cat 对象的地址。调用 animals[i]->speak() 时，虽然指针类型是 Animal*，但程序会根据指针实际指向的对象类型来决定调用哪个版本的 speak()——这就是多态。
注意：virtual 关键字是多态的前提条件。如果父类方法不加 virtual，用父类指针调用时就只会执行父类的版本，不会自动找到子类的重写版本。override 关键字不是必须的，但强烈建议加上，它能让编译器帮你检查是否真的重写了父类方法，写错名字时编译器会报错。
抽象类（纯虚函数）
有时候父类只定义"接口"，具体实现完全交给子类。比如"形状"这个概念，你没法计算一个抽象形状的面积，但圆形、矩形都有自己的面积公式。
在 C++ 中，给虚函数加上 = 0 就变成了纯虚函数，包含纯虚函数的类叫抽象类，抽象类不能直接创建对象，只能被继承：
virtual double area() = 0; 就是纯虚函数，Shape 类不提供具体实现，强制子类必须自己实现 area() 方法。如果子类不实现，子类也会变成抽象类，同样不能创建对象。
抽象类的意义在于定义一个统一的接口：所有形状都必须能计算面积，但每种形状的计算方式不同。这样你就可以用 Shape* 指针统一管理各种形状对象。
模板
函数模板
有时候你写了一个函数，逻辑完全一样，只是处理的数据类型不同。比如打印一个数组的内容，int 数组和 string 数组的打印逻辑完全相同，难道要写两遍？
模板就是为了解决这个问题：写一份代码，让编译器根据实际使用的类型自动生成对应版本。用 template<typename T> 声明一个类型参数 T，T 在使用时会被替换成具体的类型：
我们只写了一个 printArray 函数，但它能处理 int[]、string[]、double[] 各种类型的数组。编译器会根据你传入的参数自动推断 T 的类型，然后生成对应版本的函数，不需要你手动指定。
类模板
函数可以模板化，类也可以。类模板可以让你定义一个通用的数据结构，使用时再指定具体类型：
Pair<string, int> 创建的对象里 key 是 string 类型，value 是 int 类型；Pair<int, string> 正好反过来。同一个类模板，填入不同的类型参数，就得到了不同的具体类。
你可能已经注意到了，前面学的 STL 容器 vector<int>、map<string, int> 用的尖括号，其实就是类模板的语法。现在你知道它的原理了——vector 是一个类模板，你传入 int 就得到一个存 int 的动态数组，传入 string 就得到一个存 string 的动态数组。
小结
这篇介绍了 C++ 面向对象编程和模板的核心概念。类与对象让你把数据和操作封装在一起，构造函数简化初始化，访问修饰符实现封装。继承与多态让你用统一的方式处理不同类型的对象，virtual 和 override 是多态的关键。模板让代码不限定具体类型，函数模板和类模板是 STL 的基础。
学到这里，C++ 入门教程就全部结束了。这些知识在设计模式的代码中会大量使用。