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C++对象和类

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2019/09/04 Share

类型

指定基本类型完成了三项工作:

  1. 决定数据对象需要的内存数量
  2. 决定如何解释内存中的位(long和float所占位数相同,但是将他们转换成数值的方法不同)
  3. 决定可使用数据对象执行的操作和方法

类class

类规范由两部分组成:

  1. 类声明:以数据成员的方式描述数据部分,以成员函数(方法)的方式描述公有接口
  2. 类方法定义:描述如何实现类成员函数

即类声明提供类的蓝图,方法定义则提供了细节。

类声明举例:

stock00.h
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#ifndef STOCKOO_H_
#define STOCKOO_H_

#include<string>

class Stock {
private: //只能通过公共成员(或友元函数)访问的类成员,例如要修改shares,只能通过Stock的成员函数
std::string company;
long shares;
double share_val;
double total_val;
void set_tot() {
total_val = shares * share_val;
}
public:
void acquire(const std::String &co, long n); //函数原型
protected:
...
}

实现类成员函数

为由类声明中的函数原型表示的成员函数提供代码。成员函数定义和常规函数相似,有函数头和函数体、返回类型和参数,但是有两个特征:

  1. 定义成员函数时,使用作用域解析运算符::来标识函数所属的类

void Stock::update(double price) {...}

此处的update即是Stock的成员函数,这就意味着可以将另一个类的成员函数也命名为update。

  1. 类方法可以访问类的private组件

构造函数

函数声明对象时,将自动调用构造函数。构造函数的参数表示的不是类成员,而是赋给类成员的值。因此,参数名不能和类成员相同,否则会导致混乱。

使用构造函数:

显示调用构造函数:
Stock food = Stock("World cabbage", 250, 1.25);

隐式调用构造函数:
Stock garment("Furry", 50, 2.6);

创建类对象:
Stock *pstock = new Stock("ABC", 18, 19.0);

Notes:

如果没有提供任何构造函数,则自动提供默认构造函数。
比如:Sotck::stock() {...}

如果定义了构造函数,就必须提供默认构造函数,否则会报错。定义的方式有两种:

  1. 给已有构造函数的所有参数提供默认值,Stock(const string&co = "Error", int n =0;)
  2. 通过函数重载来定义另一个没有参数的构造函数,Stock()

而只能拥有一个默认构造函数,所以不要同时使用这两个方式。而用户定义的默认构造函数通常给所有成员提供了隐式初始值。例如:

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Stock::Stock() {
company = "no name";
share = 0;
share_val = 0.0;
total_val = 0.0;
}

隐式的调用默认构造函数时,不用使用圆括号。Stock stock1;

析构函数

如果构造函数使用new发根配内存,则析构函数将使用delete释放内存。而析构函数的名称是在函数名前加上~,例如~Stock()。Stock的析构函数不承担任何重要的工作,因此直接编写不执行任何操作的函数:

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Stock::~Stock() {

}

编译器决定调用析构函数的时机

  • 如果创建的是静态存储对象,则其析构函数就爱你挂在程序结束时自动调用
  • 如果创建的是自动存储类对象,则其析构函数将在程序执行完代码块时(该对象是在其中定义的)自动被调用
  • 如果对象通过new创建的,则将驻留在栈内存或者自由存储区中,当使用delete来释放内存时,其析构函数将自动被调用
  • 程序可以创建临时对象来完成特定的操作,此时程序将在结束对该对象使用时自动调用其析构函数

this指针

this指针指向用来调用成员函数的对象(this被称为隐藏参数传递给方法)每个成员函数(包含构造函数和析构函数)都有一个this指针。this指针指向调用对象。如果方法想要引用整个调用对象,则可以使用表达式*this。在函数的括号后面使用const限定符将this限定为const,这样将不能使用this来修改对象的值。
然而要返回的不是this,因为this是对象的地址,*this是指向的值。

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const Stock & Stock::topval(const Stock & s) const {
if (s.total_val > total_val)
return s;
else
return *this;
}

对象数组

创建同一个类的多个对象,创建对象数组比独立对象变量更合适。

Stock mystuff[4];

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mystuff[0].update();
mystuff[3].show();
const Stock * tops = mystuff[2].topval(mystuff[1]);

//使用构造函数初始化数组元素,此时必须为没够元素调用构造函数
const int STKS = 4;
Stock stocks[STKS] = {
Stock("A", 12.5, 20),
Stock("B", 11.5, 530),
Stock("C", 13.5, 120),
Stock("D", 14.5, 30),
};

类作用域

在类中定义的名称(如类数据称源和类成员函数名)的作用域都为整个类。在类声明或成员函数定义中,可以使用未修饰的成员名称(未限定的名称)。构造函数名称被调用时,才能被识别,因为他的名称和类名相同。在其他情况下,使用类成员名时,必须根据上下文使用直接成员运算符(.),间接成员运算符(->)或者作用域解析运算符(::)

作用域于为类的常量

声明类只是描述了对象的形式,并没有创建对象。因此,在创建对象前,没有用于存储值的空间(C++11提供了成员初始化,但不适用于数组声明)。因此以下的方式初始化不正确:

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class Bck {
private:
- const int Months = 12; //fail
- double costs[Months];
}

可以使用以下方式,在类中声明一个枚举,枚举的作用域是整个类。

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class Bck {
private:
+ enum {Months= 12};
+ double costs[Months];
}

可以在类中定义常量的方式,使用关键字static。这将常量和其他静态变量存储在一起,而不是存储在对象中。因此只有一个Months常量,被所有的Bck类对象共享。

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class Bck {
private:
+ static const int Months= 12;
+ double costs[Months];
}

C++11作用域内枚举

传统的枚举容易出现冲突,例如在一个类中定义:

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enum egg {Small. Large, Medium};
enum t_shirt {Small. Large, Medium};

C++11提供一种新枚举,其枚举量的作用域是类,如下:

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enum class egg {Small. Large, Medium};
enum class t_shirt {Small. Large, Medium};
//或者使用struct关键字代替class
enum struct egg {Small. Large, Medium};
enum struct t_shirt {Small. Large, Medium};

egg choic = egg::Large;
t_shirt Floyd = t_shirt::Large; //此时将不再发生冲突

抽象数据类型

C++使用栈来管理自动变量,当新的自动变量被生成后,他们被添加到栈顶;消亡时,从栈中删除他们。

栈的特征

栈存储了多个数据项(该特征使得栈成为一个容器,一种通用的抽象),其次,栈由可对他执行的操作来描述。

  • 可创建空栈
  • 可将数据项添加到栈顶(压入)
  • 可从栈顶删除数据项(弹出)
  • 可查看栈是否填满
  • 可查看栈是否为空

如果将上述描述转换为一个类声明,其中公有成员函数提供了栈操作的接口,而私有数据成员负责存储栈数据。私有部分必须表明数据存储的方式,例如可以使用常规数组、动态分配数组或者更高级的数据结构。

小结

  1. 通常将类声明分成两部分,类声明(包含函数原型表示的方法)应该放在头文件中。定义成员函数的源代码放在方法文件中。
  2. 使用OOP方法的第一步是根据他和程序之间的接口描述数据,从而指定如何使用数据。然后设计一个类来实现该接口。一般来说,私有数据成员存储信息,公有成员函数(又称作方法)提供访问数据的唯一途径。类将数据和方法组合成一个单元,其私有性实现数据隐藏。
  3. 类是用户定义的类型,而对象是类的实例。也可以说对象是这种类型的变量,例如由new按类描述分配的内存。
  4. 如果希望成员函数对多个对象进行操作,可以将额外的对象作为参数传递给它。如果方法需要显示的引用调用他的对象,则可以使用this指针。由于this指针被设置为调用对象的地址,因此*this是该对象的别名。
CATALOG
  1. 1. 类型
  2. 2. 类class
    1. 2.1. 实现类成员函数
    2. 2.2. 构造函数
    3. 2.3. 析构函数
    4. 2.4. 编译器决定调用析构函数的时机
  3. 3. this指针
  4. 4. 对象数组
  5. 5. 类作用域
    1. 5.1. 作用域于为类的常量
  6. 6. C++11作用域内枚举
  7. 7. 抽象数据类型
    1. 7.1. 栈的特征
  8. 8. 小结