C++ 在 C 语言的基础上增加了面向对象编程,C++ 支持面向对象程序设计。类是 C++ 的核心特性,通常被称为用户定义的类型。类用于指定对象的形式,它包含了数据表示法和用于处理数据的方法。类中的数据和方法称为类的成员。函数在一个类中被称为类的成员。
C++ 类定义
类是创建对象的模板,一个类可以创建多个对象,每个对象都是类类型的一个变量;创建对象的过程也叫类的实例化。每个对象都是类的一个具体实例(Instance),拥有类的成员变量和成员函数。
类定义是以关键字 class 开头,后跟类的名称。其功能与 C 语言中的 struct 类似,不同之处是 class 可以包含函数,而不像struct 只能包含数据元素。类的主体是包含在一对花括号中。类定义后必须跟着一个分号或一个声明列表。
类定义的形式是:
class class_name { permission_label_1: member1; permission_label_2: member2; ... } object_name;
其中 class_name 是类的名称 (用户自定义的类型) ,而可选项object_name 是一个或几个对象(object)标识。Class的声明体中包含成员members,成员可以是数据或函数定义,同时也可以包括允许范围标志 permission labels,范围标志可以是以下三个关键字中任意一个:private:, public: 或 protected:。它们分别代表以下含义:
- private :class的private成员,只有同一个class的其他成员或该class的“friend” class可以访问这些成员。
- protected :class的protected成员,只有同一个class的其他成员,或该class的“friend” class,或该class的子类(derived classes) 可以访问这些成员。
- public :class的public成员,任何可以看到这个class的地方都可以访问这些成员。
注意:如果我们在定义一个class成员的时候没有声明其允许范围,这些成员将被默认为 private范围。
这里,我以使用关键字class定义Student数据类型为例,代码如下所示:
class Student { public: double score; int number; char name[]; };
再看一个复杂些的例子,代码如下所示:
class CRectangle { int x, y; public: void set_values (int,int); int area (void); } rect;
这个例子定义了一个class CRectangle 和该class类型的对象变量rect 。这个class 有4个成员:两个整型变量 (x 和 y) ,在private 部分 (因为private 是默认的允许范围);以及两个函数, 在 public 部分:set_values() 和 area(),这里只包含了函数的原型(prototype)。
注意class名称与对象(object)名称的不同:在上面的例子中,CRectangle 是class 名称 (即用户定义的类型名称),而rect 是一个CRectangle类型的对象名称。它们的区别就像下面例子中类型名 int和 变量名a 的区别一样:
定义C++ 对象
类定义了对象的蓝图,基本上,对象是根据类来创建的。声明类的对象,和声明基本类型的变量一样。下面的代码声明了类Student的两个对象:
Student student1; Student student2;
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运算符(.)来访问。注意,如果是用 new 创建的对象不是用 “*”或“.” 来访问该对象的成员函数的,而是用运算符“->”。
C语言中,如果结构标识符是结构名,则使用句点运算符;如果标识符是指向结构的指针,则使用箭头运算符,p->a等价于(*p).a。
下面是一个完整实例的代码:
#include "iostream" using namespace std; class Student { public: double score; // 分数 int number; // 学号 char name[10]; // 名字 }; int main() { Student student1; // 声明student1,类型为Student Student student2; // 声明Student2,类型为Student // student1.name = "Harley"; student1.number = 2017210969; student1.score = 98.2; // student1.name = "Alen"; student2.number = 2017210968; student2.score = 80.9; cout << "Harley: " << "的分数为: " << student1.score << endl; cout << "Alen: " << "的分数为: " << student2.score << endl; return 0; }
当上面代码被编译和执行时,输出如下所示:

值得注意的是,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。
类 & 对象详解
上面只是列举了类 & 对象的一些基本知识和概念,类 & 对象的知识还有很多,下表列出了一些主要知识:
概念 | 描述 |
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。 |
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。
我这里用Class关键字新定义一个类Box,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 };
成员函数可以在类内部定义,或者单独使用范围解析运算符 :: 来定义。即使没有使用 inline 标识符,在类定义中定义的成员函数也把函数声明为内联的。所以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; } }; // 也可以在类的外部使用范围解析运算符::定义该函数,代码如下所示: double Box::getVolume(void) { return length * breadth * height; }
值得注意的是,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
下面看一个完整的实例,代码如下所示:
#include "iostream" using 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; }
当上面代码被编译执行后,输出结果如下所示:

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