C++入门讲解5：类与对象全解析从基础语法到实战应用

class 类名 {
private:
    // 私有数据成员和成员函数（类外不可直接访问）
    数据类型 成员变量名;
    返回值类型 成员函数名(参数);
public:
    // 公共数据成员和成员函数（类外可访问，是对外接口）
    数据类型 成员变量名;
    返回值类型 成员函数名(参数);
};

示例（矩形类）：

cpp 复制代码

class Rectangle {
private:
    int length, width, area, perimeter; // 私有属性，类外不可直接修改
public:
    void CalculateArea() { area = length * width; } // 计算面积
    void CalculatePerimeter() { perimeter = (length + width) * 2; } // 计算周长
    void Display() { // 输出属性
        cout << "长：" << length << endl;
        cout << "宽：" << width << endl;
        cout << "面积：" << area << endl;
        cout << "周长：" << perimeter << endl;
    }
};

2. 对象的定义

声明类后，通过以下格式定义对象（class关键字可省略）：

cpp 复制代码

类名 对象名1, 对象名2, ...;

示例：

cpp 复制代码

Rectangle rect1, rect2; // 定义两个矩形对象

三、类的成员访问方式

类的成员（变量/函数）需通过特定方式访问，核心规则：类外只能直接访问公有成员，私有成员需通过公有成员函数间接访问。

1. 对象名 + 成员运算符（.）

最常用的访问方式，格式：对象名.成员变量名 / 对象名.成员函数名()

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Worker {
public:
    int num;
    string name;
    float salary;
    void Show() { // 公有成员函数
        cout << "工号：" << num << endl;
        cout << "姓名：" << name << endl;
        cout << "工资：" << salary << endl;
    }
};

int main() {
    Worker work1;
    work1.num = 1; // 访问公有成员变量
    work1.name = "张三";
    work1.salary = 4000;
    work1.Show(); // 调用公有成员函数
    return 0;
}

运行结果：

cpp 复制代码

工号：1
姓名：张三
工资：4000

2. 对象指针（->）

通过指针指向对象，间接访问成员，格式：指针变量->成员变量名
cpp 复制代码
int main() {
    Worker work1, *p;
    p = &work1; // 指针指向对象
    p->num = 2;
    p->name = "李四";
    p->salary = 5000;
    p->Show();
    return 0;
}

3. 对象引用（&）

引用是对象的别名，与对象共享内存，访问方式同对象名：
cpp 复制代码
int main() {
    Worker work1;
    Worker &work2 = work1; // work2是work1的别名
    work2.num = 3;
    work2.name = "王五";
    work1.Show(); // 输出work2的赋值结果
    return 0;
}

四、类的封装与信息隐藏

1. 封装的核心思想

将类的私有实现 （数据成员）与公有接口（成员函数）分离：

私有成员（private）：隐藏内部数据，防止外界误操作（如直接修改矩形的长为负数）。

公有成员函数：作为对外唯一接口，间接操作私有成员，保证数据合法性。

2. 多文件分离实现（推荐实践）

当类被多个程序复用，建议将"类声明"和"成员函数实现"分离到不同文件：

头文件（.h）：存放类声明（如Rectangle.h）。

源文件（.cpp）：存放成员函数实现（如Rectangle.cpp）。

主程序（main.cpp）：包含头文件，使用类。

示例：

// Rectangle.h
cpp 复制代码
class Rectangle {
private:
    int length, width;
public:
    void SetValue(int l, int w);
    void DisplayArea();
};
// Rectangle.cpp
cpp 复制代码
#include <iostream>
#include "Rectangle.h"
using namespace std;

void Rectangle::SetValue(int l, int w) { // 域限定符::指定所属类
    length = l;
    width = w;
}

void Rectangle::DisplayArea() {
    cout << "面积：" << length * width << endl;
}
// main.cpp
cpp 复制代码
#include <iostream>
#include "Rectangle.h"
using namespace std;

int main() {
    Rectangle rect;
    rect.SetValue(5, 4);
    rect.DisplayArea(); // 输出：面积：20
    return 0;
}

五、构造函数与析构函数

1. 构造函数：对象的"初始化器"

作用：定义对象时自动调用，初始化对象的私有成员（解决私有成员无法直接赋值的问题）。

核心特性：

函数名与类名完全一致。

无返回类型（包括void）。

可重载（多个构造函数，参数表不同）。

未自定义时，系统自动生成空构造函数。

常用形式：

无参构造函数（默认初始化）：
cpp 复制代码
class Time {
private:
    int hour, minute, second;
public:
    Time() { // 无参构造函数
        hour = 0;
        minute = 0;
        second = 0;
    }
};
带参构造函数（自定义初始化）：
cpp 复制代码
class Box {
private:
    int length, width, height;
public:
    Box(int l, int w, int h) { // 带参构造
        length = l;
        width = w;
        height = h;
    }
    int Volume() { return length * width * height; }
};

// 调用：
Box box1(1,2,3);
cout << "体积：" << box1.Volume() << endl; // 输出：6
参数初始化表（更简洁的初始化）：
cpp 复制代码
Box(int l, int w, int h) : length(l), width(w), height(h) { }
重载构造函数（多种初始化选择）：
cpp 复制代码
class Circle {
private:
    float radius;
public:
    Circle() { radius = 10.0; } // 无参（默认半径10）
    Circle(float r) { radius = r; } // 带参（自定义半径）
    float Area() { return 3.14159 * radius * radius; }
};

2. 析构函数：对象的"清理工"

作用：对象生命周期结束时自动调用，释放资源（如动态内存、文件句柄）。

核心特性：

函数名前加~，与类名一致。

无返回类型、无参数、不可重载。

未自定义时，系统自动生成空析构函数。

调用时机与顺序：

局部对象：函数调用结束时调用。

全局对象：程序结束时调用。

动态对象（new创建）：delete时调用。

顺序：先构造的后析构，后构造的先析构（类似栈的"先进后出"）。

示例：
cpp 复制代码
class Box {
public:
    Box(int l) { cout << "构造对象，长度：" << l << endl; }
    ~Box() { cout << "析构对象" << endl; }
};

int main() {
    Box b1(1); // 构造1
    Box b2(2); // 构造2
    return 0;
}
// 输出顺序：
// 构造对象，长度：1
// 构造对象，长度：2
// 析构对象
// 析构对象

六、实战练习：求3个长方体的体积

需求：

定义长方体类（Cuboid），数据成员：长、宽、高。
用成员函数实现：键盘输入3个长方体的尺寸、计算体积、输出结果。

参考代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Cuboid {
private:
    int length, width, height;
public:
    void Input() { // 输入尺寸
        cout << "请输入长、宽、高：";
        cin >> length >> width >> height;
    }
    int Volume() { return length * width * height; }
};

int main() {
    Cuboid c1, c2, c3;
    c1.Input();
    c2.Input();
    c3.Input();
    cout << "长方体1体积：" << c1.Volume() << endl;
    cout << "长方体2体积：" << c2.Volume() << endl;
    cout << "长方体3体积：" &lt;&lt; c3.Volume() &lt;&lt; endl;
    return 0;
}