C++ 类的定义与实现

摘自这篇博客 https://blog.csdn.net/xulingxin/article/details/81335030

 

一、"类" 的介绍
    在C++中, 用 "类" 来描述 "对象", 所谓的"对象"是指现实世界中的一切事物。那么类就可以看做是对相似事物的抽象, 找到这些不同事物间的共同点, 如自行车和摩托车, 首先他们都属于"对象", 并且具有一定得相同点, 和一些不同点, 相同点如他们都有质量、都有两个轮子, 都是属于交通工具等。"都有质量"、"两个轮子"属于这个对象的属性, 而"都能够当做交通工具"属于该对象具有的行为, 也称方法。
    
    类是属于用户自定义的数据类型, 并且该类型的数据具有一定的行为能力, 也就是类中说描述的方法。通常来说, 一个类的定义包含两部分的内容, 一是该类的属性, 另一部分是它所拥有的方法。以 "人类" 这个类来说, 每个人都有自己的姓名、年龄、出生日期、体重等, 为 人类 的属性部分, 此外, 人能够吃饭、睡觉、行走、说话等属于人类所具有的行为。
    
    上面举例中所描述的 "人" 类仅仅是具有人这种对象的最基础的一些属性和行为, 可以称之为人的"基类"。 再说说一些具有一些职业的人, 例如学生, 一个学生还具有"基类"中所没有的属性, 如学校、班级、学号; 也可以具有基类所不具有的行为, 如每天需要去上课, 需要考试等。
    
    学生类可以看做是基类的一个扩展, 因为他具有基类的所有属性和行为, 并且在此基础上增加了一些基类所没有的属性和行为, 像"学生"这样的类称为"人类"这个基类的"派生类"或者"子类"。在学生的基础上海可以进一步的扩展出其他更高级的类, 如"研究生"类。
    
    到此, 我们不再更深的去介绍类的其他相关知识。
    
二、C++类的定义

    C++中使用关键字 class 来定义类, 其基本形式如下:

class 类名
{
public:
//公共的行为或属性
private:
//公共的行为或属性
};

说明:
        ①. 类名 需要遵循一般的命名规则;
        
        ②. public 与 private 为属性/方法限制的关键字, private 表示该部分内容是私密的, 不能被外部所访问或调用, 只能被本类内部访问; 而 public 表示公开的属性和方法, 外界可以直接访问或者调用。
            一般来说类的属性成员都应设置为private, public只留给那些被外界用来调用的函数接口, 但这并非是强制规定, 可以根据需要进行调整;
            
        ③. 结束部分的分号不能省略。

三、C++类的实现
    在上面的定义示例中我们只是定义了这个类的一些属性和方法声明, 并没有去实现它, 类的实现就是完成其方法的过程。类的实现有两种方式, 一种是在类定义时完成对成员函数的定义, 另一种是在类定义的外部进行完成。
    
    1>. 在类定义时定义成员函数
        成员函数的实现可以在类定义时同时完成, 如代码:

#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
    void setPoint(int x, int y) //实现setPoint函数
    {
        xPos = x;
        yPos = y;
    }
    void printPoint() //实现printPoint函数
    {
        cout<< "x = " << xPos << endl;
        cout<< "y = " << yPos << endl;
    }
private:
    int xPos;
    int yPos;
};
int main()
{
    Point M; //用定义好的类创建一个对象 点M
    M.setPoint(10, 20); //设置 M点 的x,y值
    M.printPoint(); //输出 M点 的信息
    return 0;
}

运行输出:

x = 10
y = 20

与类的定义相比, 在类内实现成员函数不再是在类内进行声明, 而是直接将函数进行定义, 在类中定义成员函数时, 编译器默认会争取将其定义为 inline 型函数 2>. 在类外定义成员函数
        在类外定义成员函数通过在类内进行声明, 然后在类外通过作用域操作符 :: 进行实现, 形式如下:

返回类型 类名::成员函数名(参数列表)
{
//函数体
}
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
    void setPoint(int x, int y); //在类内对成员函数进行声明
    void printPoint();
private:
    int xPos;
    int yPos;
};
void Point::setPoint(int x, int y) //通过作用域操作符 '::' 实现setPoint函数
{
    xPos = x;
    yPos = y;
}
void Point::printPoint() //实现printPoint函数
{
    cout<< "x = " << xPos << endl;
    cout<< "y = " << yPos << endl;
}
int main()
{
    Point M; //用定义好的类创建一个对象 点M
    M.setPoint(10, 20); //设置 M点 的x,y值
    M.printPoint(); //输出 M点 的信息
    return 0;
}

依 setPoint 成员函数来说, 在类内声明的形式为 void setPoint(int x, int y); 那么在类外对其定义时函数头就应该是 void Point::setPoint(int x, int y) 这种形式, 其返回类型、成员函数名、参数列表都要与类内声明的形式一致。

四、对象的作用域、可见域与生存周期
    类对象的作用域、可见域以及生存周期与普通变量的保持相同, 当对象生存周期结束时对象被自动撤销, 所占用的内存被回收, 需要注意的是, 如果对象的成员函数中有使用 new 或者 malloc 申请的动态内存程序不会对其进行释放, 需要我们手动进行清理, 否则会造成内存泄露。