C++类与对象

类、实例和对象

类是从C语言中的结构体演变而来,结构体的成员变量也就演化成类的成员变量,这时类只能存放数据。为了在类内部操纵这些数据,增加了成员函数的功能。所谓成员函数就是在类的内部定义,用来操作类的成员变量的函数。随后对成员变量和成员函数附上“私有”、“保护”和“公共”的访问权限,于是“类”便大致成型。事实上,C++中结构体的功能大致和类相当,也有了成员函数。“成员”是成员变量和成员函数的统称。

类的出现带动设计风格的巨大变化,与传统设计方法相区别,称之为“面向对象设计”。

“类”和结构体一样,是一种自定义的数据类型,但不是基本类型。“实例”是用自己定义的“类”这个数据类型来定义的变量。这些一个一个的实例统称“对象”。另外,“继承”和“派生”是同一件事的不同说法,B类继承了A类,也就是说A类派生了B类。
class 类名 {              //|    class CSample {
访问符:                   //|    public:
    成员变量定义;         //|        int x1;
    成员函数定义;         //|        CSample();
访问符:                   //|    protected:
    成员变量定义;         //|        int a;
    成员函数定义;         //|        float sum(float f1, float f2);
访问符:                   //|    private:
    成员变量定义;         //|        int m;
    成员函数定义;         //|        double sum(double f1, double f2);
......                    //|    ......
}                         //|    }
一般按习惯将private:定义部分放在紧靠类名下面,并且“private:”可以省略。“private:”下面定义的成员全是“私有”的,也就是只能在这个类的成员函数里可以使用,外部(包括派生的子类)不能使用。“public:”下面定义的成员,所有地方都能使用。“protected:”下面定义的成员,在派生的子类中则相当于“public”,其它地方则相当于“private”。

构造函数和析构函数

“构造函数”是类产生实例时被调用,进行初始化设置,是一个特殊的成员函数,函数名与类名相同,没有返回值。一般构造函数定义在“public:”下面,但有时为了阻止多个实例的产生而特意定义在“private:”或“protected:”下面。当初始化时没有什么需要设定时也可以不定义,编译时会自动生成一个默认的构造函数。构造函数的重载使得实例的生成灵活而且方便,默认的构造函数没有参数,且是定义在“public:”下面的。

“析构函数”是类的实例被销毁时调用,进行最后的处理,例如释放动态分配的内存等。一般析构函数定义在“public:”下面,不需要时也可以不定义,编译时会自动生成一个默认的析构函数。析构函数的函数名与类名相同,前面有“~”返回值。

下面的例子演示构造函数和析构函数被调用的顺序。
#include <iostream>
using namespace std;

class CA {
    int a;
public:
    CA(){
        a = 0;
        cout << "构造函数: " << a << endl;
    }
    ~CA(){
        cout << "析构函数: " << a << endl;
    }
    void setA(int x) {
        a = x;
    }
    void print() {
        cout << "print: " << a << endl;
    }
};

int main ( )
{
    CA ca;
    //ca.a = 10;    //成员变量a是私有的,不能直接访问
    ca.setA(10);
    ca.print();

    return 0;
}
运行结果:
构造函数:0
print:10
析构函数:10

成员函数的定义和声明分开

上面例子是将成员函数的定义和声明全写在类的定义体里面,更好的编程风格是分开来写,也就是类定义体里面只写成员变量和成员函数的声明,而成员函数的定义则写在类的定义体外。这样,类的定义体就可以移到“头文件”中去。在外部定义时,成员函数名前面要加上“类名::”。
//==test.h==
class CA {
    void a;
public:
    CA();
    ~CA();
    void setA(int x);
    void print();
};

//==test.cpp==
#include <iostream>
#include "test.h";
using namespace std;

CA::CA(){
    a = 0;
    cout << "构造函数: " << a << endl;
}
CA::~CA(){
    cout << "析构函数: " << a << endl;
}
void CA::setA(int x) {
    a = x;
}
void CA::print() {
    cout << "print: " << a << endl;
}

int main ( )
{
    CA ca;
    //ca.a = 10;    //成员变量a是私有的,不能直接访问
    ca.setA(10);
    ca.print();

    return 0;
}
运行结果:
构造函数:0
print:10
析构函数:10

生成实例的3种方法

了解生成实例的三种方法的细微区别是很重要的:
注意:指针的成员用“->”,而不用“.”。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main ( )
{
    string strA("C语言中文网");  //直接调用构造函数生成实例
    cout << strA << "    " << strA.length() << endl;

    string strB;  //先调用构造函数生成空字符串实例
    strB = string("C++60分钟入门教程");  //再调用构造函数生成无名实例,然后复制给strB实例,无名实例立即销毁
    cout << strB << "    " << strB.length() << endl;  //这和上面①的方法的结果相同

    string *strC;  //先定义一个指针,尚未分配空间
    //动态调用构造函数生成实例后,再将实例地址赋给指针变量
    strC = new string("http://see.xidian.edu.cn/cpp/biancheng/cpp/jichu/");
    cout << *strC << "    " << strC->length() << endl;
    delete strC;              //千万不要忘记释放

    return 0;
}
运行结果:
C语言中文网    11
C++60分钟入门教程    17
http://see.xidian.edu.cn/cpp/biancheng/cpp/jichu/    49