一提到C++,大概很多人最先想到的就是类和对象这组概念。C++中的面向对象思想就是通过这组概念来实现的。面向对象的程序设计思想大家应该并不陌生,在C语言的实践项目中,我们已经多次使用过了。不熟悉的同学可以去复习之前的文章。
这篇文章中,我们会针对一些C++中class
常用的使用技巧进行讲解。虽然不会展开来讲每一个细节用法,但希望能起到一个提纲挈领的效果。
1. 概念
1.1 类和对象的C++定义
刚接触这组概念的时候,大部分人会混淆。今天我们尝试用相对简单的方式去理解它们。C++中,我们把对象的数据类型称为类。也就是说,所谓对象就是一种特殊的变量,这个变量的数据类型叫做类。与传统数据类型不同,类是一种特殊的,可以自己设计的数据类型,它的功能更强大。
如图所示,左边是int
型变量a
,右边是类A
的对象a
。从形式上讲,是不是基本相同,只不过前者的数据类型不需要定义,而后者需要定义而已。
1.2 类和对象的逻辑关系
从逻辑上讲,类是对象的抽象,而对象是类的具体实现。这句话几乎困扰过所有学习面向对象的人。课堂上,老师总是用桌子和某一个桌子这样的例子来说明类和对象的逻辑概念,效果并不太好。今天我告诉大家一个最简单的区分方法,我们把类和对象放在“什么是一个什么”这样的句式中,如果成立,前面的就是对象,后面的就是这个对象的类型,也就是类。举个例子,天花板
和人
,如果你分不清哪个是类哪个是对象的话就做下面的尝试:
> 人是一个天花板
> 天花板是一个人
很容易分辨出第二句是符合逻辑的,那么天花板
就是人
的一个对象。是不是很容易?
当你分清了类和对象的逻辑关系,下一步就是把这个关系和程序建立联系。这需要在不断的程序设计练习中慢慢摸索。
1.3 类和对象的物理关系
在物理结构上,类是抽象的定义,不占用内存空间,而每个对象是具体的,都会占用一段内存空间。
2. 类的基本使用
类的使用分两部分:声明和使用。按照我的习惯,下面通过一段具体的代码来讲解它的用法。
#include
#include
using namespace std;
// Student类声明
class Student
{
public:
Student()
{
m_id = 1;
m_name = "tianhuaban";
cout << "构造函数" << endl;
}
Student(int id, string name) : m_id(id), m_name(name)
{
cout << "构造函数1" << endl;
}
~Student()
{
cout << "析构函数 - " << m_name << endl;
}
void Display();
private:
int m_id;
string m_name;
};
void Student::Display()
{
cout << " id : " << m_id << endl;
cout << "name : " << m_name << endl;
}
// 类的使用
int main()
{
Student s1;
s1.Display();
Student s2(2, "abc");
s2.Display();
return 0;
}
上面这段代码是一个类的基本使用方法,所有的教科书上都会有。如果你看不懂,那快去翻翻书,了解了基本的概念之后我们再来继续下面的内容。
这段代码的执行结果如下:
接下来我们来看看有哪些需要特别注意的地方。
3. 类的内容安排
可能有人注意到了,大部分课本都把private
内容写在前面,而我建议大家把public
内容写在前面。在面向对象的设计思想中,使用类的人最关心的是对外开放的部分,而不是私有内容。因此,建议大家在安排类内部的成员变量和成员函数时,安装public
,protected
、private
这样的先后顺序,这个顺序其实也是使用者关注的内容顺序。
另外,所有的成员变量都应该定义为private
,如果需要外部访问,就添加一组成员函数来管理。比如,我们想在外部访问学生id,可以加两个成员函数。
void SetID(int id);
int GetID();
4. 构造和析构函数
构造函数和析构函数最大的特点是没有返回值,前者是在对象被创建时自动调用,后者是在对象被销毁是自动调用。我们的例子程序中,这两个函数被调用时会打印出相应的文字信息。
需要注意的是,被重载带参数的构造函数我们并没有写成下面这个样子。
Student(int id, string name)
{
m_id = id;
m_name = name;
cout << "构造函数1" << endl;
}
因为这两种写法的参数赋值时间是不同的,效率也有所差别,建议使用例子中的写法。
构造函数和析构函数是一个对称的存在,很容易让我们联想到代码的对称性。因此,关于成员变量的内存空间生命周期管理应该写在这里。这一点今后我们还会涉及。
最后要注意的是构造函数和析构函数被调用的顺序,原则是后构造出的对象会先被掉用析构函数。
5. 成员函数
例子中的Display
函数的实现部分被写在了函数的外边。这其实是一种常规的写法。在实际项目中,往往把类的声明写在.h
文件中,而成员函数的实现写在.cpp
文件中,这样对于类的使用者而言,只需要把精力集中在头文件上就好了。
当然,如果某些成员函数会被频繁的调用,那么考虑到效率问题,可以像例子中的构造函数那样把实现部分直接写在类的声明中。
6. this指针
接下来我们介绍一些特殊用法。在类的对象中,有一个指向自己的指针this
。
void Student::SetID(int id)
{
m_id = id;
}
void Student::SetID(int id)
{
this->m_id = id;
}
上面这两种写法的功能是完全相同的,使用this
指针有两个好处。
好处1
在VS等IDE中,输入this->
之后就会出现成员下拉列表,能够方便选择需要的成员变量或成员函数,大大提高了编程效率。
好处2
当成员变量名和参数名相同是,方便区分两个变量。例如:
void Student::SetID(int m_id)
{
this->m_id = m_id;
}
上面这段代码中,如果不写this->
编译器将无法区分成员变量和形参。当然,一般的代码规范中是不允许出现成员变量和形参名相同这种情况的。
由于类和对象是贯穿在C++中的东西,这一篇中只介绍以上这些最基础的。其他内容会在后面的文章中深入讲解。
我是天花板,让我们一起在软件开发中自我迭代。
如有任何问题,欢迎与我联系。
上一篇:C语言到C++(5) - 字符串变量