C++语言编程基础：类和数据抽象

举例：

详细的例子:

该例中使用了名字空间， using std::cout 的作用是将 cout 操作符从标准名字空间 std 中
提取出来。每一个类都有名字空间， Buddy 类的名字空间就是 Buddy，所以在定义 Buddy
的成员函数时，要使用完整的名字空间 Buddy::setBuddy()。在主函数中， Buddy 类生成出

对象 b，对象 b 就具备了 Buddy 类的全部特性，但又保持了独立的数据空间。直接访问 b
对象内 private 成员是非法的，所以只能使用 public 成员来访问 private 成员。假如 buddy
类生成出另一个 c 对象，那么 c 对象与 b 对象也是相互独立的，具备各自的结构。

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类作用域和访问类成员
类的作用域是整个文件，类的成员数据和成员函数的作用域在该类之中。类的所有成
员函数在类的内部都可以直接访问其他类成员，并且可以按名称引用。在成员函数中定义
的变量，作用域是该函数。如果成员函数定义了与类成员具有相同名称的数据，要访问同
名的类成员需要加入作用域解析运算符（ ::），如下例所示。

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从实现中分离接口

良好的软件工程习惯要求接口与实现分离。这种方式使程序的修改更为容易，正如使
用类的程序所关心，只要类的接口没有变化，对类内部的改变不会影响程序的其他部分。
例如联系人信息类的定义，可以放在两个文件中。

（ 1）类的接口 buddy.h

（ 2）类的实现 buddy.cpp

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控制访问成员

成员访问说明符共有 3 个，分别是 public、 private 和 protected。 public 说明符表示该
成员可以在该类以外被访问，这种成员通常是作为类的接口函数或数据。 private 说明符表
示该成员只能被该类的其他成员访问，这样类的数据可以得到保护。 protected 说明符表示
该成员可以被该类和该类的子类所访问，在类的继承时需要用到该概念。
类成员的默认访问模式是 private，因此类定义的开始到第一个成员访问说明符之间的
所有成员都是 private 成员。在每个成员访问说明符之后，由该成员说明符所调用的模式将
在下一个成员访问说明符或者类定义结束之前保持有效。成员访问说明符可以重复，但通
常将同一类成员放在一起说明，这样可避免混淆。

构造函数和析构函数

析构函数的作用是在对象结束时清理对象的成员数据。析构函数的名称是在类的名称
前加上一个“ ~”符号。如果在类中使用了动态内存分配，那么就可以使用析构函数在对
象结束时释放该内存空间。

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const 对象和 const 成员函数

const 修饰符的作用是声明常量型的变量，修改 const 类型的数据将引起编译错误。对
象也可以被定义为 const 类型，这样该对象内的数据就不能再修改。

当对象 b 被定义为 const 类型后，任何途径对成员数据的修改都是非法的。 C++语言还
规定，只有被定义为 const 类型的成员函数才能访问 const 类型对象的数据。即使成员函数
Buddy::printBuddy()不会修改该对象的数据，也被拒绝访问。所以当对象被当作 const 类型
使用时，需要用到的成员函数必须定义为 const 类型

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friend 对象和 friend 类

friend 被称作友元。类的 friend 函数并不是该类的成员函数，但被定义为该类的友元
后， friend 函数可以访问类的 private 成员。定义 friend 函数需要在类的定义说明

friend 函数引用的参数是类的地址，通过类的地址就可以访问该类的成员。这一用法与指针的原理是相似的。

类也可以作为另一个类的友元，例如 Class2 类作为 Class1 类的友元，那么需要在 Class1类的定义中将 Class2 类定义为友元

友元关系是授予的而不是获取的，也就是说 Class1 必须授予 Class2 为友元。而且，友元关系是不对称的，也不能传递。如果 Class2 是 Class1 的友元， Class3 又是 Class2 的友元，不能推出 Class3 是 Class1 友元的结论。

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this 指针

this 指针是类定义中指向自身的指针。每个对象都可以通过 this 指针来访问它自己的
地址。对象的 this 指针并不是对象本身的组成部分，它不占用对象的内存空间。在每次非
static 成员函数调用对象的时候， this 指针作为隐藏的第一个参数由编译器传递给对象。
this 指针隐含地引用对象的成员数据和成员函数，也就是说，在成员函数的定义中，
引用的每个成员前都有一个 this 指针。 this 指针也可以显式地使用

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动态内存分配

在 C 语言中，动态分配内存可使用 malloc()和 free()函数，这种分配方式必须指定分配
内存空间的长度。 C++语言提供了 new 和 delete 运算符执行动态内存分配，这种分配方式
优于 C 语言的分配方式。

申请内存一般形式是：
指针名 = new 数据类型;
释放内存的形式为：
delete 指针名;

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static 类成员

在 C 语言中， static 修饰符用来定义静态数据类型。如果将类成员数据定义为 static 类
型，那么该类生成的所有对象将使用同一个内存空间保存该成员数据。

该程序中 3 条输出结果是相同的，因为这 3 个对象中的数据成员 count 共享一个内存
空间。程序运行时，每个对象在内存中都会获得类的所有成员数据的一个副本， static 成员
数据则是在编译时就划分了。