c++面向对象编程

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8 分钟

C++类 & 对象

类用于指定对象的形式,是一种用户自定义的数据类型,它是一种封装了数据和函数的组合。类中的数据称为成员变量,函数称为成员函数。类可以被看作是一种模板,可以用来创建具有相同属性和行为的多个对象。

C++ 类定义

定义一个类需要使用关键字 class,然后指定类的名称,并类的主体是包含在一对花括号中,主体包含类的成员变量和成员函数。 定义一个类,本质上是定义一个数据类型的蓝图,它定义了类的对象包括了什么,以及可以在这个对象上执行哪些操作。

class <_name>
{
   <_access specifiers>:    //访问修饰符: private/public/protected
      //变量
      //方法
}

C++ 继承

继承允许我们依据另一个类来定义一个类,这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。这样做,也达到了重用代码功能和提高执行效率的效果。 当创建一个类时,您不需要重新编写新的数据成员和成员函数,只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类,新建的类称为派生类。 继承一个类的写法如下:

// 基类
class Animal {
    // eat() 函数
    // sleep() 函数
};


//派生类
class Dog : public Animal {
    // bark() 函数
};

多继承

多继承即一个子类可以有多个父类,它继承了多个父类的特性。 C++ 类可以从多个类继承成员,语法如下:

class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类类体>
};

类访问修饰符

数据封装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 称为访问修饰符。 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 {
 
   //成员 (默认为private) 

   public:
 
  // 公有成员
 
   protected:
 
  // 受保护成员
 
   private:
 
  // 私有成员
 
};

公有成员(public)

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:

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Line
{
   public:
      double length;
      void setLength( double len );
      double getLength( void );
};
int main( )
{
   Line line;
   // 不使用成员函数,直接设置长度
   line.length = 10.0; // OK: 因为 length 是公有的
   cout << "Length of line : " << line.length <<endl;
   return 0;
}

私有成员(private)

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。在没有明确标明的情况下,类的所有成员都是私有的。 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:

#include <iostream>
 
using 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;
}

受保护成员(protected)

protected(受保护)成员变量或函数与私有成员十分相似,但有一点不同,protected(受保护)成员在派生类(即子类)中是可访问的。

#include <iostream>
using 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;
}

继承中的特点

有public, protected, private三种继承方式,它们相应地改变了基类成员的访问属性。每个元素会以限制规格高的类访问类型继承。

  1. public 继承:基类 public 成员,protected 成员,private 成员的访问属性在派生类中分别变成:public, protected, private
  2. protected 继承:基类 public 成员,protected 成员,private 成员的访问属性在派生类中分别变成:protected, protected, private
  3. private 继承:基类 public 成员,protected 成员,private 成员的访问属性在派生类中分别变成:private, private, private

C++ this指针

在 C++ 中,this 指针是一个特殊的指针,它指向当前对象的实例。在 C++ 中,每一个对象都能通过 this 指针来访问自己的地址。 this是一个隐藏的指针,可以在类的成员函数中使用,它可以用来指向调用对象。当一个对象的成员函数被调用时,编译器会隐式地传递该对象的地址作为 this 指针。

#include <iostream>
 
class MyClass {
private:
    int value;
 
public:
    void setValue(int value) {
        this->value = value;
    }
 
    void printValue() {
        std::cout << "Value: " << this->value << std::endl;
    }
};
 
int main() {
    MyClass obj;
    obj.setValue(42);
    obj.printValue();
 
    return 0;
}