C++类的定义及其应用

《C++程序设计》——类的定义及使用

准备知识：

⑴命名空间（namespace）

一个软件往往由多个模块组成，其中会包括由不同程序员开发的组件以及类库提供的组件，因此，在对标识符命名时有可能发生冲突。

一个命名空间将不同的标识符集合在一个命名的作用域内，以防止命名冲突。比如以如下形式声明一个命名空间s：

namespace s{

class A{ };

void fun();

}

则引用标识符的方式如下：

s::A a;

s::fun();

即在标识符前加命名空间名称及“::”的前缀。

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如果使用声明：using namespace <已命名的命名空间名称>;

比如：using namespace s;

该命令用来打开命名空间的限制，则该命名空间中所有的标识符在当前作用域中都可以直接使用，不需要任何前缀。

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在C++标准程序库中，使用了命名空间std，所有标识符都声明在命名空间std中。在使用C++标准程序库中的任何标识符时，可以直接指定标识符所属的命名空间，例如：std::cout，也可以使用using命令来打开命名空间的限制。

C++标准程序库中中的头文件不再有“.h”的扩展名，因此，在程序开始处使用#include、#include、#include等包含命令时，可以使用using namespace std;命令打开命名空间的限制。

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在Visual C++ 6.0编译环境中要使用一系列的I/O流类，就应该包含头文件iostream。

⑵对象：现实世界中的一切事物都是对象，对象可以是有形的，比如一间房间，一本书籍；也可以是无形的，比如一个计划。对象可以是一个简单的个体，比如一个学生；也可以是由其它对象组合而成，比如一个公司有多个部门，每个部门又由许多员工组成。

对类似的对象进行抽象，找出共同的属性就可以构成一种类形。

作为面向对象的程序设计语言，C++支持“抽象”。将抽象后的数据和函数“封

《C++程序设计》——类的定义及使用

装”在一起，就构成了C++的“类”。

⑶在面向过程的结构化程序设计中，程序的模块是由函数构成的。函数将逻辑上相关的语句和数据封装，用于完成特定的功能。

在面向对象的程序设计中，程序的模块是由类构成的。类是对逻辑上相关的函数和数据的封装，是对问题的抽象描述。即将抽象得到的数据和函数有机的结合成一个整体，形成“类”。其中的数据和函数都是类的成员。

类实际上相当于一种用户自定义的类型，在定义一个类时要说明其数据和操作内容。

类的特性：封装、继承和多态。

class类名称标识符{

成员列表：包括数据成员和成员函数的定义及存取控制类别。

};

类成员函数的实现

其中：

成员列表：数据成员（属性），成员函数（行为方法）。

成员的存取控制类别：

private：除了友元函数外，类的外界（对象）不能直接访问该类别成员，只有类定义中的成员函数或数据成员可以访问该类别成员。在类定义中private：若紧接著类名称，该关键字可以省略。

※很好的体现了类的封装特性。

public：类的外界（对象）可以直接访问该类别成员，并且可以通过该类别成员访问private类别的类成员。

※定义了类的外部接口。

protected：在涉及类继承时使用。

※类成员的存取控制类别定义没有先后顺序。

作用域说明符：::用于说明类成员的归属。

比如：类定义中的成员函数的定义在类定义中完成，而成员函数的实现通常

是在类定义外完成的。所以，要使用作用域说明符来说明成员函数归属于那一个类。当然，类定义中的成员函数的实现也可以在类定义中完成，但是，这样的函数通常只包含简单的顺序结构的语句（见内联函数）。

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类的使用：定义类的对象（类的对象是类定义的实例）。

类对象的建立（分配存储空间）需要构造，释放内存空间需要析构。

构造函数：在创建对象时，利用特定值将对象初始化为一个特定的状态。

构造函数在对象被创建时被自动调用，没有函数返回值。

在类的public成员中可以定义有多个参数数量及参数类型不同的构造函数，函数名称即为类的名称。

YSC1-1、YSC1-2

构造函数执行步骤：

⑴按照初始化列表为相应属性赋初值，如果成员为对象，按照给定的初始值执行该对象的构造函数。

⑵执行构造函数的函数体语句。

YSC1-3、YSC1-4

※若在类的定义中没有定义构造函数，C++编译器将自动产生缺省的构造函数。该函数无参，也不做任何实质性的工作。因为在对象被创建时自动调用构造函数是“例行公事”。

析构函数：用于完成对象生存期结束前的一些清理工作。函数调用结束，对象在内存中所占内存空间被释放。

析构函数在对象的生存期即将结束时被自动调用，没有参数和函数返回值。

在类的public成员中可以定义一个（只能是一个）析构函数，函数名称为在类的名称前加符号“~”。

YSC1-1、YSC1-2

析构函数执行步骤：若程序中有多个类对象存在，对象析构时的顺序与构造的顺序相反。

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※若在类的定义中没有定义析构函数，C++编译器将自动产生缺省的析构函数。该函数无参，也不做任何实质性的工作。因为在对象被创建时自动调用析构函数同样是“例行公事”。

※构造函数和析构函数无函数返回值，所以，该函数也无须定义函数类型。

※若有动态分配内存的操作，定义构造函数和析构函数是十分必要的

还可以根据需要在类定义中定义拷贝构造函数和赋值函数。

拷贝构造函数：特殊的构造函数。

调用拷贝构造函数的情况：

⑴当用已经存在（构造完毕）的同类对象（初始值对象）的引用作为参数，初始化构造新建立的对象时将调用拷贝构造函数。

函数是在构造新的对象时被调用执行的。函数的参数必须是同类对象的引用。