C++笔记: 类 (一)

前言

C++是笔者这学期最重要的专业课之一。目前上课内容已简单介绍完C++的类的相关知识。

但是由于老师上课时的解析~~经常听不懂~~比较有深度，目前我对于C++类的认识还比较浅显，所以打算再花点时间自学并整理一遍相关内容。

参考书：《C++ Primer Plus》(第6版)，《C++程序设计精要教程》(编著马光志)

类的声明及定义

简介

类即类型的简称，用于描述对象的共同属性和方法。在C++中，类可以使用 struct 、class 或者 union 来定义。其中，类的属性用数据成员表示，类的方法用函数成员来表示。类的成员可以使用保留字 private 、public 或者 protected 来标识访问权限。

对象是类的实例，也就是某个类的值，它可以是一个变量，也可以是一个常量。类是一种__数据结构__，而对象代表了一段__内存__，存储了数据结构的值。当产生一个对象时，必须调用__构造函数__初始化对象；当一个对象“死亡”时，则需要调用__析构函数__释放对象占用的资源。

关于访问控制

关键字private 、public 和 protected描述了对类成员的访问控制。使用类对象的程序都可以直接访问公有部分，但只能通过公有成员函数 (或者友元函数) 来访问对象的私有成员。

private 成员仅供同一类的成员函数访问；protected 成员仅供所在类及派生类的成员函数访问；public 成员可供任何成员或非成员函数访问。

无论类的数据成员还是成员函数，都可以在类的公有部分或者私有部分中声明它。通常把数据成员放在私有部分，组成类接口的成员函数放在公有部分。

不必在class类声明中使用关键字 private ，因为这是它的默认访问控制(注：struct和union定义的类成员默认访问权限为 public)。

class world
{
    float mass;		//默认是私有的
    char name[20]	//私有
public:
	...
};

构造函数

构造函数是类封装的特殊的实例函数成员，用于对对象的数据成员进行初始化，对象必须初始化且仅能初始化一次。 默认构造函数不能被显式调用。

构造函数为对象申请各种资源用于初始化。除了隐含参数 this 外，构造函数还可以自带若干参数。

构造函数与类名同名。

需要注意的是，如果没有提供任何构造函数，则C++会自动提供默认构造函数，它不会做任何工作。对于某个类，如Stock类，默认构造函数可能如下：

1	Stock::Stock() {...} //参数表无参

并且，当且仅当没有定义任何构造函数时，编译器才会提供默认构造函数。也就是说，为类定义了构造函数之后，程序员还必须为类提供默认构造函数。如果在定义前者之后未定义后者，以下声明将出错。

1	Stock stock1;

通常用户定义的默认构造函数应可以给给所有成员提供隐式初始值。

构造函数既可以用于类的初始化，也可以用来给类赋新值。

1
2

Stock stock2 = Stock("Boffo Objects", 2, 2.0);	//这里是初始化，可能会创建新的临时对象（看编译器）用于赋值
stock1 = Stock("Niftty Foods", 10, 50.0);	//这里是赋值而不是初始化，实际上创建了一个新的对象，然后将其内容复制给stock1

析构函数

析构函数也是类封装的特殊的实例函数成员，其特点是和类名同名且名前带有“ ~ ”，同时，无论是程序自定义还是C++默认生成的析构函数，都只能有一个隐含参数 this 。析构函数可以被显式调用。

析构函数用于对数据成员申请的资源进行回收，如果构造函数为类成员动态分配了内存（如new），则析构函数相应地要释放这些内存（delete）。与构造函数不同，析构函数可以执行多次，但是应当尽量避免资源被多次释放。

构造函数和析构函数都不可以定义返回类型。

//示例
struct STRING				//定义了一个名为STRING的类
{
    typedef char* CHARPTR;	//定义类型成员
    CHARPTR s;				//定义数据成员
    int strlen();			//定义函数成员
    STRING(const char*);	//定义构造函数
    ~STRING();				//定义析构函数
};

void main()
{
	STRING y("complex");	//自动调用构造函数STRING("complex")
}

C++11 列表初始化

在C++11中，可以将列表初始化语法应用于类，只要提供与某个构造函数的参数列表匹配的内容即可。

1 2	Stock hot_tip = {"...", 100, 45.0}; //可与构造函数Stock(const string &co, long n = 0, double pr = 0.0)匹配 Stock temp = {}; //可与无参的默认构造函数Stock()匹配

const成员函数

1 2	const Stock land = Stock("..."); land.show(); //假设show()是Stock的成员函数

假如有如上代码片段，对于当前的C++，编译器会拒绝第二行。因为show()的代码可能不能保证调用对象不被修改——调用对象就跟const一样不应被修改。对于没有任何参数的成员函数，我们并不能通过将函数参数声明为const引用或指向const的指针来解决问题。这里的解决方法是将const关键字加到函数的括号后面，即相关函数的定义和声明应如下所示：

1 2	void show() const; //保证函数不修改对象 void Stock::show() const;

以这种方式声明和定义的类函数被称为const成员函数。