C++類 &對象詳解

一 定義 C++ 對象

類提供了對象的藍圖，所以基本上，對象是根據(jù)類來創(chuàng)建的。聲明類的對象，就像聲明基本類型的變量一樣。下面的語句聲明了類 Box 的兩個對象：

Box?Box1;??????????//?聲明?Box1，類型為?Box
Box?Box2;??????????//?聲明?Box2，類型為?Box

對象 Box1 和 Box2 都有它們各自的數(shù)據(jù)成員。

二 訪問數(shù)據(jù)成員

類的對象的公共數(shù)據(jù)成員可以使用直接成員訪問運算符 (.) 來訪問。為了更好地理解這些概念，讓我們嘗試一下下面的實例：

#includeusing?namespace?std;

class?Box
{
???public:
??????double?length;???//?長度
??????double?breadth;??//?寬度
??????double?height;???//?高度
};

int?main(?)
{
???Box?Box1;????????//?聲明?Box1，類型為?Box
???Box?Box2;????????//?聲明?Box2，類型為?Box
???double?volume?=?0.0;?????//?用于存儲體積
?
???//?box?1?詳述
???Box1.height?=?5.0;?
???Box1.length?=?6.0;?
???Box1.breadth?=?7.0;

???//?box?2?詳述
???Box2.height?=?10.0;
???Box2.length?=?12.0;
???Box2.breadth?=?13.0;

???//?box?1?的體積
???volume?=?Box1.height?*?Box1.length?*?Box1.breadth;
???cout?<<?"Box1?的體積："?<<?volume?<<endl;

???//?box?2?的體積
???volume?=?Box2.height?*?Box2.length?*?Box2.breadth;
???cout?<<?"Box2?的體積："?<<?volume?<<endl;
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Box1?的體積：210
Box2?的體積：1560

三?定義?C++?對象訪問數(shù)據(jù)成員

需要注意的是，私有的成員和受保護的成員不能使用直接成員訪問運算符 (.) 來直接訪問。我們將在后續(xù)的教程中學習如何訪問私有成員和受保護的成員。

四 類 & 對象詳解

到目前為止，我們已經(jīng)對 C++ 的類和對象有了基本的了解。下面的列表中還列出了其他一些 C++ 類和對象相關(guān)的概念，可以點擊相應(yīng)的鏈接進行學習。

類成員函數(shù) 類的成員函數(shù)是指那些把定義和原型寫在類定義內(nèi)部的函數(shù)，就像類定義中的其他變量一樣。 類訪問修飾符 類成員可以被定義為 public、private 或 protected。默認情況下是定義為 private。 構(gòu)造函數(shù) & 析構(gòu)函數(shù) 類的構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的函數(shù)，在創(chuàng)建一個新的對象時調(diào)用。類的析構(gòu)函數(shù)也是一種特殊的函數(shù)，在刪除所創(chuàng)建的對象時調(diào)用。 C++ 拷貝構(gòu)造函數(shù) 拷貝構(gòu)造函數(shù)，是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，它在創(chuàng)建對象時，是使用同一類中之前創(chuàng)建的對象來初始化新創(chuàng)建的對象。 C++ 友元函數(shù) 友元函數(shù)可以訪問類的 private 和 protected 成員。 C++ 內(nèi)聯(lián)函數(shù) 通過內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯器試圖在調(diào)用函數(shù)的地方擴展函數(shù)體中的代碼。 C++ 中的 this 指針 每個對象都有一個特殊的指針this，它指向?qū)ο蟊旧怼? C++ 中指向類的指針 指向類的指針方式如同指向結(jié)構(gòu)的指針。實際上，類可以看成是一個帶有函數(shù)的結(jié)構(gòu)。 C++ 類的靜態(tài)成員 類的數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員都可以被聲明為靜態(tài)的。 1、類成員函數(shù)

類的成員函數(shù)是指那些把定義和原型寫在類定義內(nèi)部的函數(shù)，就像類定義中的其他變量一樣。類成員函數(shù)是類的一個成員，它可以操作類的任意對象，可以訪問對象中的所有成員。

讓我們看看之前定義的類 Box，現(xiàn)在我們要使用成員函數(shù)來訪問類的成員，而不是直接訪問這些類的成員：

class?Box
{
???public:
??????double?length;?????????//?長度
??????double?breadth;????????//?寬度
??????double?height;?????????//?高度
??????double?getVolume(void);//?返回體積
};

成員函數(shù)可以定義在類定義內(nèi)部，或者單獨使用范圍解析運算符 ::來定義。在類定義中定義的成員函數(shù)把函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)的，即便沒有使用 inline 標識符。所以您可以按照如下方式定義Volume()函數(shù)：

class?Box
{
???public:
??????double?length;??????//?長度
??????double?breadth;?????//?寬度
??????double?height;??????//?高度
???
??????double?getVolume(void)
??????{
?????????return?length?*?breadth?*?height;
??????}
};

您也可以在類的外部使用范圍解析運算符 ::定義該函數(shù)，如下所示：

double?Box::getVolume(void)
{
????return?length?*?breadth?*?height;
}

在這里，需要強調(diào)一點，在 :: 運算符之前必須使用類名。調(diào)用成員函數(shù)是在對象上使用點運算符（.），這樣它就能操作與該對象相關(guān)的數(shù)據(jù)，如下所示：

Box?myBox;??????????//?創(chuàng)建一個對象

myBox.getVolume();??//?調(diào)用該對象的成員函數(shù)

讓我們使用上面提到的概念來設(shè)置和獲取類中不同的成員的值：

#includeusing?namespace?std;

class?Box
{
???public:
??????double?length;?????????//?長度
??????double?breadth;????????//?寬度
??????double?height;?????????//?高度

??????//?成員函數(shù)聲明
??????double?getVolume(void);
??????void?setLength(?double?len?);
??????void?setBreadth(?double?bre?);
??????void?setHeight(?double?hei?);
};

//?成員函數(shù)定義
double?Box::getVolume(void)
{
????return?length?*?breadth?*?height;
}

void?Box::setLength(?double?len?)
{
????length?=?len;
}

void?Box::setBreadth(?double?bre?)
{
????breadth?=?bre;
}

void?Box::setHeight(?double?hei?)
{
????height?=?hei;
}

//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???Box?Box1;????????????????//?聲明?Box1，類型為?Box
???Box?Box2;????????????????//?聲明?Box2，類型為?Box
???double?volume?=?0.0;?????//?用于存儲體積
?
???//?box?1?詳述
???Box1.setLength(6.0);?
???Box1.setBreadth(7.0);?
???Box1.setHeight(5.0);

???//?box?2?詳述
???Box2.setLength(12.0);?
???Box2.setBreadth(13.0);?
???Box2.setHeight(10.0);

???//?box?1?的體積
???volume?=?Box1.getVolume();
???cout?<<?"Box1?的體積："?<<?volume?<<endl;

???//?box?2?的體積
???volume?=?Box2.getVolume();
???cout?<<?"Box2?的體積："?<<?volume?<<endl;
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Box1?的體積：?210
Box2?的體積：?1560

2、類訪問修飾符

數(shù)據(jù)隱藏是面向?qū)ο缶幊痰囊粋€重要特點，它防止函數(shù)直接訪問類類型的內(nèi)部成員。類成員的訪問限制是通過在類主體內(nèi)部對各個區(qū)域標記public、private、protected來指定的。關(guān)鍵字 public、private、protected 稱為訪問說明符。

一個類可以有多個 public、protected 或 private 標記區(qū)域。每個標記區(qū)域在下一個標記區(qū)域開始之前或者在遇到類主體結(jié)束右括號之前都是有效的。成員和類的默認訪問修飾符是 private。

class?Base?{
?
???public:
?
??//?public?members?go?here
?
???protected:
?
??//?protected?members?go?here
?
???private:
?
??//?private?members?go?here
?
};

公有（public）成員

公有成員在程序中類的外部是可訪問的。您可以不使用任何成員函數(shù)來設(shè)置和獲取公有變量的值，如下所示：

#includeusing?namespace?std;
?
class?Line
{
???public:
??????double?length;
??????void?setLength(?double?len?);
??????double?getLength(?void?);
};
?
//?成員函數(shù)定義
double?Line::getLength(void)
{
????return?length?;
}
?
void?Line::setLength(?double?len?)
{
????length?=?len;
}
?
//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???Line?line;
?
???//?設(shè)置長度
???line.setLength(6.0);?
???cout?<<?"Length?of?line?:?"?<<?line.getLength()?<<endl;
?
???//?不使用成員函數(shù)設(shè)置長度
???line.length?=?10.0;?//?OK:?因為?length?是公有的
???cout?<<?"Length?of?line?:?"?<<?line.length?<<endl;
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Length?of?line?:?6
Length?of?line?:?10

私有（private）成員

私有成員變量或函數(shù)在類的外部是不可訪問的，甚至是不可查看的。只有類和友元函數(shù)可以訪問私有成員。

默認情況下，類的所有成員都是私有的。例如在下面的類中，width是一個私有成員，這意味著，如果您沒有使用任何訪問修飾符，類的成員將被假定為私有成員：

class?Box
{
???double?width;
???public:
??????double?length;
??????void?setWidth(?double?wid?);
??????double?getWidth(?void?);
};

實際操作中，我們一般會在私有區(qū)域定義數(shù)據(jù)，在公有區(qū)域定義相關(guān)的函數(shù)，以便在類的外部也可以調(diào)用這些函數(shù)，如下所示：

#includeusing?namespace?std;
?
class?Box
{
???public:
??????double?length;
??????void?setWidth(?double?wid?);
??????double?getWidth(?void?);
?
???private:
??????double?width;
};
?
//?成員函數(shù)定義
double?Box::getWidth(void)
{
????return?width?;
}
?
void?Box::setWidth(?double?wid?)
{
????width?=?wid;
}
?
//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???Box?box;
?
???//?不使用成員函數(shù)設(shè)置長度
???box.length?=?10.0;?//?OK:?因為?length?是公有的
???cout?<<?"Length?of?box?:?"?<<?box.length?<<endl;
?
???//?不使用成員函數(shù)設(shè)置寬度
???//?box.width?=?10.0;?//?Error:?因為?width?是私有的
???box.setWidth(10.0);??//?使用成員函數(shù)設(shè)置寬度
???cout?<<?"Width?of?box?:?"?<<?box.getWidth()?<<endl;
?
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Length?of?box?:?10
Width?of?box?:?10

保護（protected）成員

保護成員變量或函數(shù)與私有成員十分相似，但有一點不同，保護成員在派生類（即子類）中是可訪問的。

在下一個章節(jié)中，您將學習到派生類和繼承的知識。現(xiàn)在您可以看到下面的實例中，我們從父類Box派生了一個子類smallBox。

下面的實例與前面的實例類似，在這里width成員可被派生類 smallBox 的任何成員函數(shù)訪問。

#includeusing?namespace?std;
?
class?Box
{
???protected:
??????double?width;
};
?
class?SmallBox:Box?//?SmallBox?是派生類
{
???public:
??????void?setSmallWidth(?double?wid?);
??????double?getSmallWidth(?void?);
};
?
//?子類的成員函數(shù)
double?SmallBox::getSmallWidth(void)
{
????return?width?;
}
?
void?SmallBox::setSmallWidth(?double?wid?)
{
????width?=?wid;
}
?
//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???SmallBox?box;
?
???//?使用成員函數(shù)設(shè)置寬度
???box.setSmallWidth(5.0);
???cout?<<?"Width?of?box?:?"<<?box.getSmallWidth()?<<?endl;
?
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Width?of?box?:?5

3、類構(gòu)造函數(shù) & 析構(gòu)函數(shù) 類的構(gòu)造函數(shù)

類的構(gòu)造函數(shù)是類的一種特殊的成員函數(shù)，它會在每次創(chuàng)建類的新對象時執(zhí)行。

構(gòu)造函數(shù)的名稱與類的名稱是完全相同的，并且不會返回任何類型，也不會返回 void。構(gòu)造函數(shù)可用于為某些成員變量設(shè)置初始值。

下面的實例有助于更好地理解構(gòu)造函數(shù)的概念：

#includeusing?namespace?std;
?
class?Line
{
???public:
??????void?setLength(?double?len?);
??????double?getLength(?void?);
??????Line();??//?這是構(gòu)造函數(shù)
?
???private:
??????double?length;
};
?
//?成員函數(shù)定義，包括構(gòu)造函數(shù)
Line::Line(void)
{
????cout?<<?"Object?is?being?created"?<<?endl;
}
?
void?Line::setLength(?double?len?)
{
????length?=?len;
}
?
double?Line::getLength(?void?)
{
????return?length;
}
//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???Line?line;
?
???//?設(shè)置長度
???line.setLength(6.0);?
???cout?<<?"Length?of?line?:?"?<<?line.getLength()?<<endl;
?
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Object?is?being?created
Length?of?line?:?6

帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

默認的構(gòu)造函數(shù)沒有任何參數(shù)，但如果需要，構(gòu)造函數(shù)也可以帶有參數(shù)。這樣在創(chuàng)建對象時就會給對象賦初始值，如下面的例子所示：

#includeusing?namespace?std;
?
class?Line
{
???public:
??????void?setLength(?double?len?);
??????double?getLength(?void?);
??????Line(double?len);??//?這是構(gòu)造函數(shù)
?
???private:
??????double?length;
};
?
//?成員函數(shù)定義，包括構(gòu)造函數(shù)
Line::Line(?double?len)
{
????cout?<<?"Object?is?being?created,?length?=?"?<<?len?<<?endl;
????length?=?len;
}
?
void?Line::setLength(?double?len?)
{
????length?=?len;
}
?
double?Line::getLength(?void?)
{
????return?length;
}
//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???Line?line(10.0);
?
???//?獲取默認設(shè)置的長度
???cout?<<?"Length?of?line?:?"?<<?line.getLength()?<<endl;
???//?再次設(shè)置長度
???line.setLength(6.0);?
???cout?<<?"Length?of?line?:?"?<<?line.getLength()?<<endl;
?
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Object?is?being?created,?length?=?10
Length?of?line?:?10
Length?of?line?:?6

使用初始化列表來初始化字段

使用初始化列表來初始化字段：

Line::Line(?double?len):?length(len)
{
????cout?<<?"Object?is?being?created,?length?=?"?<<?len?<<?endl;
}

上面的語法等同于如下語法：

Line::Line(?double?len)
{
????cout?<<?"Object?is?being?created,?length?=?"?<<?len?<<?endl;
????length?=?len;
}

假設(shè)有一個類 C，具有多個字段 X、Y、Z 等需要進行初始化，同理地，您可以使用上面的語法，只需要在不同的字段使用逗號進行分隔，如下所示：

C::C(?double?a,?double?b,?double?c):?X(a),?Y(b),?Z(c)
{
??....
}

類的析構(gòu)函數(shù)

類的析構(gòu)函數(shù)是類的一種特殊的成員函數(shù)，它會在每次刪除所創(chuàng)建的對象時執(zhí)行。

析構(gòu)函數(shù)的名稱與類的名稱是完全相同的，只是在前面加了個波浪號（~）作為前綴，它不會返回任何值，也不能帶有任何參數(shù)。析構(gòu)函數(shù)有助于在跳出程序（比如關(guān)閉文件、釋放內(nèi)存等）前釋放資源。

下面的實例有助于更好地理解析構(gòu)函數(shù)的概念：

#includeusing?namespace?std;
?
class?Line
{
???public:
??????void?setLength(?double?len?);
??????double?getLength(?void?);
??????Line();???//?這是構(gòu)造函數(shù)聲明
??????~Line();??//?這是析構(gòu)函數(shù)聲明
?
???private:
??????double?length;
};
?
//?成員函數(shù)定義，包括構(gòu)造函數(shù)
Line::Line(void)
{
????cout?<<?"Object?is?being?created"?<<?endl;
}
Line::~Line(void)
{
????cout?<<?"Object?is?being?deleted"?<<?endl;
}
?
void?Line::setLength(?double?len?)
{
????length?=?len;
}
?
double?Line::getLength(?void?)
{
????return?length;
}
//?程序的主函數(shù)
int?main(?)
{
???Line?line;
?
???//?設(shè)置長度
???line.setLength(6.0);?
???cout?<<?"Length?of?line?:?"?<<?line.getLength()?<<endl;
?
???return?0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Object?is?being?created
Length?of?line?:?6
Object?is?being?deleted

拷貝構(gòu)造函數(shù)

拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，它在創(chuàng)建對象時，是使用同一類中之前創(chuàng)建的對象來初始化新創(chuàng)建的對象。拷貝構(gòu)造函數(shù)通常用于：

通過使用另一個同類型的對象來初始化新創(chuàng)建的對象。

復(fù)制對象把它作為參數(shù)傳遞給函數(shù)。

復(fù)制對象，并從函數(shù)返回這個對象。

如果在類中沒有定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，編譯器會自行定義一個。如果類帶有指針變量，并有動態(tài)內(nèi)存分配，則它必須有一個拷貝構(gòu)造函數(shù)。拷貝構(gòu)造函數(shù)的最常見形式如下：

classname?(const?classna