C++类 &对象详解
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一 定义 C++ 对象
类提供了对象的蓝图,所以基本上,对象是根据类来创建的。声明类的对象,就像声明基本类型的变量一样。下面的语句声明了类 Box 的两个对象:
Box Box1; // 声明 Box1,类型为 Box Box Box2; // 声明 Box2,类型为 Box
对象 Box1 和 Box2 都有它们各自的数据成员。
二 访问数据成员
类的对象的公共数据成员可以使用直接成员访问运算符 (.) 来访问。为了更好地理解这些概念,让我们尝试一下下面的实例:
#includeusing namespace std; class Box { public: double length; // 长度 double breadth; // 宽度 double height; // 高度 }; int main( ) { Box Box1; // 声明 Box1,类型为 Box Box Box2; // 声明 Box2,类型为 Box double volume = 0.0; // 用于存储体积 // box 1 详述 Box1.height = 5.0; Box1.length = 6.0; Box1.breadth = 7.0; // box 2 详述 Box2.height = 10.0; Box2.length = 12.0; Box2.breadth = 13.0; // box 1 的体积 volume = Box1.height * Box1.length * Box1.breadth; cout << "Box1 的体积:" << volume <<endl; // box 2 的体积 volume = Box2.height * Box2.length * Box2.breadth; cout << "Box2 的体积:" << volume <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Box1 的体积:210 Box2 的体积:1560
三 定义 C++ 对象访问数据成员
需要注意的是,私有的成员和受保护的成员不能使用直接成员访问运算符 (.) 来直接访问。我们将在后续的教程中学习如何访问私有成员和受保护的成员。
四 类 & 对象详解
到目前为止,我们已经对 C++ 的类和对象有了基本的了解。下面的列表中还列出了其他一些 C++ 类和对象相关的概念,可以点击相应的链接进行学习。
类成员函数 类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数,就像类定义中的其他变量一样。 类访问修饰符 类成员可以被定义为 public、private 或 protected。默认情况下是定义为 private。 构造函数 & 析构函数 类的构造函数是一种特殊的函数,在创建一个新的对象时调用。类的析构函数也是一种特殊的函数,在删除所创建的对象时调用。 C++ 拷贝构造函数 拷贝构造函数,是一种特殊的构造函数,它在创建对象时,是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。 C++ 友元函数 友元函数可以访问类的 private 和 protected 成员。 C++ 内联函数 通过内联函数,编译器试图在调用函数的地方扩展函数体中的代码。 C++ 中的 this 指针 每个对象都有一个特殊的指针this,它指向对象本身。 C++ 中指向类的指针 指向类的指针方式如同指向结构的指针。实际上,类可以看成是一个带有函数的结构。 C++ 类的静态成员 类的数据成员和函数成员都可以被声明为静态的。 1、类成员函数
类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数,就像类定义中的其他变量一样。类成员函数是类的一个成员,它可以操作类的任意对象,可以访问对象中的所有成员。
让我们看看之前定义的类 Box,现在我们要使用成员函数来访问类的成员,而不是直接访问这些类的成员:
class Box { public: double length; // 长度 double breadth; // 宽度 double height; // 高度 double getVolume(void);// 返回体积 };
成员函数可以定义在类定义内部,或者单独使用范围解析运算符 ::来定义。在类定义中定义的成员函数把函数声明为内联的,即便没有使用 inline 标识符。所以您可以按照如下方式定义Volume()函数:
class Box { public: double length; // 长度 double breadth; // 宽度 double height; // 高度 double getVolume(void) { return length * breadth * height; } };
您也可以在类的外部使用范围解析运算符 ::定义该函数,如下所示:
double Box::getVolume(void) { return length * breadth * height; }
在这里,需要强调一点,在 :: 运算符之前必须使用类名。调用成员函数是在对象上使用点运算符(.),这样它就能操作与该对象相关的数据,如下所示:
Box myBox; // 创建一个对象 myBox.getVolume(); // 调用该对象的成员函数
让我们使用上面提到的概念来设置和获取类中不同的成员的值:
#includeusing namespace std; class Box { public: double length; // 长度 double breadth; // 宽度 double height; // 高度 // 成员函数声明 double getVolume(void); void setLength( double len ); void setBreadth( double bre ); void setHeight( double hei ); }; // 成员函数定义 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; } // 程序的主函数 int main( ) { Box Box1; // 声明 Box1,类型为 Box Box Box2; // 声明 Box2,类型为 Box double volume = 0.0; // 用于存储体积 // box 1 详述 Box1.setLength(6.0); Box1.setBreadth(7.0); Box1.setHeight(5.0); // box 2 详述 Box2.setLength(12.0); Box2.setBreadth(13.0); Box2.setHeight(10.0); // box 1 的体积 volume = Box1.getVolume(); cout << "Box1 的体积:" << volume <<endl; // box 2 的体积 volume = Box2.getVolume(); cout << "Box2 的体积:" << volume <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Box1 的体积: 210 Box2 的体积: 1560
2、类访问修饰符
数据隐藏是面向对象编程的一个重要特点,它防止函数直接访问类类型的内部成员。类成员的访问限制是通过在类主体内部对各个区域标记public、private、protected来指定的。关键字 public、private、protected 称为访问说明符。
一个类可以有多个 public、protected 或 private 标记区域。每个标记区域在下一个标记区域开始之前或者在遇到类主体结束右括号之前都是有效的。成员和类的默认访问修饰符是 private。
class Base { public: // public members go here protected: // protected members go here private: // private members go here };
公有(public)成员
公有成员在程序中类的外部是可访问的。您可以不使用任何成员函数来设置和获取公有变量的值,如下所示:
#includeusing namespace std; class Line { public: double length; void setLength( double len ); double getLength( void ); }; // 成员函数定义 double Line::getLength(void) { return length ; } void Line::setLength( double len ) { length = len; } // 程序的主函数 int main( ) { Line line; // 设置长度 line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl; // 不使用成员函数设置长度 line.length = 10.0; // OK: 因为 length 是公有的 cout << "Length of line : " << line.length <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Length of line : 6 Length of line : 10
私有(private)成员
私有成员变量或函数在类的外部是不可访问的,甚至是不可查看的。只有类和友元函数可以访问私有成员。
默认情况下,类的所有成员都是私有的。例如在下面的类中,width是一个私有成员,这意味着,如果您没有使用任何访问修饰符,类的成员将被假定为私有成员:
class Box { double width; public: double length; void setWidth( double wid ); double getWidth( void ); };
实际操作中,我们一般会在私有区域定义数据,在公有区域定义相关的函数,以便在类的外部也可以调用这些函数,如下所示:
#includeusing namespace std; class Box { public: double length; void setWidth( double wid ); double getWidth( void ); private: double width; }; // 成员函数定义 double Box::getWidth(void) { return width ; } void Box::setWidth( double wid ) { width = wid; } // 程序的主函数 int main( ) { Box box; // 不使用成员函数设置长度 box.length = 10.0; // OK: 因为 length 是公有的 cout << "Length of box : " << box.length <<endl; // 不使用成员函数设置宽度 // box.width = 10.0; // Error: 因为 width 是私有的 box.setWidth(10.0); // 使用成员函数设置宽度 cout << "Width of box : " << box.getWidth() <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Length of box : 10 Width of box : 10
保护(protected)成员
保护成员变量或函数与私有成员十分相似,但有一点不同,保护成员在派生类(即子类)中是可访问的。
在下一个章节中,您将学习到派生类和继承的知识。现在您可以看到下面的实例中,我们从父类Box派生了一个子类smallBox。
下面的实例与前面的实例类似,在这里width成员可被派生类 smallBox 的任何成员函数访问。
#includeusing namespace std; class Box { protected: double width; }; class SmallBox:Box // SmallBox 是派生类 { public: void setSmallWidth( double wid ); double getSmallWidth( void ); }; // 子类的成员函数 double SmallBox::getSmallWidth(void) { return width ; } void SmallBox::setSmallWidth( double wid ) { width = wid; } // 程序的主函数 int main( ) { SmallBox box; // 使用成员函数设置宽度 box.setSmallWidth(5.0); cout << "Width of box : "<< box.getSmallWidth() << endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Width of box : 5
3、类构造函数 & 析构函数 类的构造函数
类的构造函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次创建类的新对象时执行。
构造函数的名称与类的名称是完全相同的,并且不会返回任何类型,也不会返回 void。构造函数可用于为某些成员变量设置初始值。
下面的实例有助于更好地理解构造函数的概念:
#includeusing namespace std; class Line { public: void setLength( double len ); double getLength( void ); Line(); // 这是构造函数 private: double length; }; // 成员函数定义,包括构造函数 Line::Line(void) { cout << "Object is being created" << endl; } void Line::setLength( double len ) { length = len; } double Line::getLength( void ) { return length; } // 程序的主函数 int main( ) { Line line; // 设置长度 line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Object is being created Length of line : 6
带参数的构造函数
默认的构造函数没有任何参数,但如果需要,构造函数也可以带有参数。这样在创建对象时就会给对象赋初始值,如下面的例子所示:
#includeusing namespace std; class Line { public: void setLength( double len ); double getLength( void ); Line(double len); // 这是构造函数 private: double length; }; // 成员函数定义,包括构造函数 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; } // 程序的主函数 int main( ) { Line line(10.0); // 获取默认设置的长度 cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl; // 再次设置长度 line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Object is being created, length = 10 Length of line : 10 Length of line : 6
使用初始化列表来初始化字段
使用初始化列表来初始化字段:
Line::Line( double len): length(len) { cout << "Object is being created, length = " << len << endl; }
上面的语法等同于如下语法:
Line::Line( double len) { cout << "Object is being created, length = " << len << endl; length = len; }
假设有一个类 C,具有多个字段 X、Y、Z 等需要进行初始化,同理地,您可以使用上面的语法,只需要在不同的字段使用逗号进行分隔,如下所示:
C::C( double a, double b, double c): X(a), Y(b), Z(c) { .... }
类的析构函数
类的析构函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次删除所创建的对象时执行。
析构函数的名称与类的名称是完全相同的,只是在前面加了个波浪号(~)作为前缀,它不会返回任何值,也不能带有任何参数。析构函数有助于在跳出程序(比如关闭文件、释放内存等)前释放资源。
下面的实例有助于更好地理解析构函数的概念:
#includeusing namespace std; class Line { public: void setLength( double len ); double getLength( void ); Line(); // 这是构造函数声明 ~Line(); // 这是析构函数声明 private: double length; }; // 成员函数定义,包括构造函数 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; } // 程序的主函数 int main( ) { Line line; // 设置长度 line.setLength(6.0); cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl; return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Object is being created Length of line : 6 Object is being deleted
拷贝构造函数
拷贝构造函数是一种特殊的构造函数,它在创建对象时,是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。拷贝构造函数通常用于:
通过使用另一个同类型的对象来初始化新创建的对象。
复制对象把它作为参数传递给函数。
复制对象,并从函数返回这个对象。
如果在类中没有定义拷贝构造函数,编译器会自行定义一个。如果类带有指针变量,并有动态内存分配,则它必须有一个拷贝构造函数。拷贝构造函数的最常见形式如下:
classname (const classna
概念 | 描述 |
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