C++简明教程（10）（初识类）

FeboReigns2024-12-26 20:48

类的教程

C++ 类的完整教程

C++ 中，类（class）是面向对象编程的核心概念，用于定义对象的属性（数据成员）和行为（成员函数）。本教程将带你从零开始，循序渐进地学习如何定义和使用类。

1. 类的基本定义

类类似于结构体（struct），但功能更加强大。以下是类的基本定义方法：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

class Person {
public: // 公有访问修饰符
    string name; // 数据成员
    int age;

    void introduce() { // 成员函数
        cout << "Hello, my name is " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
    }
};

注意事项

  1. 类中可以包含数据成员和成员函数。
  2. class 定义的成员默认是 private，而 struct 定义的成员默认是 public。

2. 类和对象

类是模板或蓝图，而对象是基于类创建的具体实例。

cpp 复制代码 
int main() {
    Person p; // 创建对象
    p.name = "Alice";
    p.age = 25;
    p.introduce(); // 调用成员函数

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Hello, my name is Alice and I am 25 years old.

3. 访问修饰符：public, private, protected

访问修饰符控制类成员的访问权限：

  • public: 公有成员，可被外部访问。
  • private: 私有成员，仅类内部可以访问。
  • protected: 保护成员，通常与继承相关，本教程中不讨论。

示例：

cpp 复制代码 
class Person {
private:
    string secret; // 私有成员

public:
    string name; // 公有成员
    void setSecret(string s) { // 公有函数
        secret = s;
    }

    void showSecret() {
        cout << "Secret: " << secret << endl;
    }
};

int main() {
    Person p;
    p.name = "Bob";
    p.setSecret("I love coding."); // 使用公有函数访问私有成员
    p.showSecret();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Secret: I love coding.

注意事项

  1. 尽量将数据成员声明为 private，通过公有函数访问。
  2. 保护数据成员可以提高代码的安全性。

4. 构造函数

构造函数用于在创建对象时初始化数据成员。它的名字与类名相同，无返回值。

示例代码

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    string name;
    int age;

    // 构造函数
    Person(string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }

    void introduce() {
        cout << "Hello, my name is " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
    }
};

int main() {
    Person p("Charlie", 30); // 调用构造函数
    p.introduce();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Hello, my name is Charlie and I am 30 years old.

注意事项

  1. 构造函数没有返回值。
  2. 构造函数可以有多个参数。

5. 多种构造函数（构造函数重载）

可以定义多个构造函数以适应不同的初始化需求。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    string name;
    int age;

    // 无参构造函数
    Person() {
        name = "Unknown";
        age = 0;
    }

    // 带参构造函数
    Person(string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }

    void introduce() {
        cout << "Hello, my name is " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
    }
};

int main() {
    Person p1; // 调用无参构造函数
    Person p2("David", 40); // 调用带参构造函数

    p1.introduce();
    p2.introduce();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Hello, my name is Unknown and I am 0 years old.
Hello, my name is David and I am 40 years old.

6. 析构函数

析构函数用于销毁对象时执行清理操作。名字为 ~类名()，无参数和返回值。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    Person() {
        cout << "Constructor called." << endl;
    }

    ~Person() {
        cout << "Destructor called." << endl;
    }
};

int main() {
    Person p;
    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Constructor called.
Destructor called.

注意事项

  1. 析构函数在对象生命周期结束时自动调用。
  2. 通常用于释放资源（如动态内存、文件等）。

7. 拷贝构造函数

拷贝构造函数用于用一个对象初始化另一个对象。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    string name;
    int age;

    // 构造函数
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}

    // 拷贝构造函数
    Person(const Person &p) {
        name = p.name;
        age = p.age;
        cout << "Copy constructor called." << endl;
    }

    void introduce() {
        cout << "Hello, my name is " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
    }
};

int main() {
    Person p1("Eve", 35);
    Person p2 = p1; // 调用拷贝构造函数

    p2.introduce();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Copy constructor called.
Hello, my name is Eve and I am 35 years old.

好的，我们继续完成本教程！

8. 运算符重载

运算符重载允许我们为类定义如何使用运算符（如 =、< 等）。接下来我们将学习如何重载等号（=）和小于号（<）。

重载等号运算符（=）

等号运算符通常用于赋值操作，我们需要重载它以确保正确复制对象的内容。

cpp 复制代码 
class Person {
private:
    string name;
    int age;

public:
    // 构造函数
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}

    // 重载等号运算符
    Person& operator=(const Person& p) {
        if (this == &p) {
            return *this; // 检查是否是自我赋值
        }
        name = p.name;
        age = p.age;
        cout << "Assignment operator called." << endl;
        return *this;
    }

    void introduce() {
        cout << "Hello, my name is " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
    }
};

int main() {
    Person p1("Alice", 25);
    Person p2("Bob", 30);

    p2 = p1; // 调用赋值运算符
    p2.introduce();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Assignment operator called.
Hello, my name is Alice and I am 25 years old.

重载小于号运算符（<）

通常用于比较对象。例如，比较两个对象的某个属性。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    string name;
    int age;

    // 构造函数
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}

    // 重载小于号运算符
    bool operator<(const Person& p) const {
        return age < p.age; // 按年龄比较
    }
};

int main() {
    Person p1("Alice", 25);
    Person p2("Bob", 30);

    if (p1 < p2) {
        cout << p1.name << " is younger than " << p2.name << "." << endl;
    } else {
        cout << p1.name << " is not younger than " << p2.name << "." << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Alice is younger than Bob.

9. 成员函数

成员函数是定义在类中的函数，用于操作数据成员。分为 公有成员函数 和 私有成员函数。

公有成员函数

公有成员函数可以被类外部调用。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    string name;

    void introduce() { // 公有成员函数
        cout << "My name is " << name << "." << endl;
    }
};

私有成员函数

私有成员函数只能在类内部调用。

cpp 复制代码 
class Person {
private:
    void privateFunction() {
        cout << "This is a private function." << endl;
    }

public:
    void callPrivateFunction() {
        privateFunction(); // 内部调用私有函数
    }
};

int main() {
    Person p;
    p.callPrivateFunction();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
This is a private function.

10. 静态函数与静态数据成员

静态数据成员

静态数据成员是类的所有对象共享的变量。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
    static int population; // 静态数据成员

    Person() {
        population++;
    }

    ~Person() {
        population--;
    }

    static void showPopulation() { // 静态成员函数
        cout << "Current population: " << population << endl;
    }
};

// 静态数据成员初始化
int Person::population = 0;

int main() {
    Person::showPopulation(); // 访问静态成员函数

    Person p1, p2;
    Person::showPopulation();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
Current population: 0
Current population: 2

注意事项

  1. 静态数据成员需要在类外初始化。
  2. 静态成员函数只能访问静态数据成员。

11. this 指针

this 指针指向当前对象，用于区分成员变量与形参重名的情况。

cpp 复制代码 
class Person {
private:
    string name;

public:
    void setName(string name) {
        this->name = name; // 使用 this 指针区分成员变量和参数
    }

    void introduce() {
        cout << "My name is " << this->name << "." << endl;
    }
};

int main() {
    Person p;
    p.setName("Alice");
    p.introduce();

    return 0;
}

运行结果：

复制代码 
My name is Alice.

12. 总结与注意事项

  1. 类是一种封装机制，通过访问修饰符控制成员访问权限。
  2. 构造函数和析构函数用于管理对象生命周期，特别是动态分配资源时。
  3. 运算符重载使对象更具灵活性，但需要小心处理自我赋值。
  4. 静态成员共享数据，对整个类有效。
  5. this 指针是成员函数内部隐含的指针，指向当前对象。
相关推荐
Zhen (Evan) Wang1 分钟前
（豆包）xgb.XGBRegressor 如何进行参数调优
开发语言·python
虾球xz15 分钟前
CppCon 2018 学习:THE MOST VALUABLE VALUES
开发语言·c++·学习
阿蒙Amon1 小时前
C#扩展方法全解析：给现有类型插上翅膀的魔法
开发语言·c#
尘浮7281 小时前
60天python训练计划----day59
开发语言·python
Chef_Chen2 小时前
从0开始学习R语言--Day39--Spearman 秩相关
开发语言·学习·r语言
不学会Ⅳ2 小时前
Mac M芯片搭建jdk源码环境（jdk24）
java·开发语言·macos
2401_881244402 小时前
牛客周赛99
c++
好开心啊没烦恼3 小时前
Python 数据分析：计算，分组统计1，df.groupby()。听故事学知识点怎么这么容易？
开发语言·python·数据挖掘·数据分析·pandas
lljss20204 小时前
Python11中创建虚拟环境、安装 TensorFlow
开发语言·python·tensorflow
山登绝顶我为峰 3(^v^)35 小时前
如何录制带备注的演示文稿（LaTex Beamer + Pympress）
c++·线性代数·算法·计算机·密码学·音视频·latex
热门推荐
01集群聊天服务器---MySQL数据库的建立02GPU 进阶笔记（二）：华为昇腾 910B GPU03Coze扣子平台完整体验和实践（附国内和国际版对比）04使用Ruby接入实时行情API教程05Word粘贴时出现“运行时错误53,文件未找到：MathPage.WLL“的解决方案06扣子（coze）实战|我用扣子搭建了一个自动分析小红薯笔记内容的AI应用|详细步骤拆解07Java学习第十五部分——MyBatis08扣子空间的使用教程与大模型技术思考09DeepSeek各版本说明与优缺点分析10基于odoo17的设计模式详解---装饰模式