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类与面向对象

news 2026/5/2 23:05:37

1、从面向过程到面向对象
在面向过程的结构化程序设计中，程序模块有函数构成，函数将进行数据处理的语句放在函数体内，完成特定的功能，数据则通过函数参数传递进入函数体。在面向对象的程序设计中，程序模块是由类构成的。类是对逻辑上相关的函数与数据的封装，它是对问题的抽象描述。
2、类的定义
简单地讲，类是一个包含函数的结构体，因此类的定义和结构类型的定义相似，其格式如下：

class类名 {
public:
公有数据成员或公有函数成员的定义；
protected:
保护数据成员和保护函数成员的定义；
private:
私有数据成员或私有函数成员的定义； }

其中：
关键字class表明定义的是一个类。
类名是类的名称，应该是一个合法的标识符。
public、protected、private为存取控制属性（访问权限），用来控制对类的成员的存取，如果前面没有标明访问权限，默认访问权限为private。
类的成员有数据成员和函数成员两类，类的数据成员和函数成员统称为类的成员，类的数据成员一般用来描述类对象的静态属性，称为属性；函数成员用来描述类型或动态属性，称为方法。函数成员由函数构成，这些作为类成员的函数因此也成为成员函数。
注意：
在C++中，class和struct都可以有成员函数，包括各类构造函数、析构函数、成员函数，并且都可以有public、protected、private修饰符。
class的成员默认是private权限，struct的成员默认是public权限。
从编程习惯的角度而言，C++的struct中包含数据成员不包含成员函数，是一种用户自定义的数据结构，体现的是面向过程的编程思想，而class既包含数据成员也包含函数成员，是数据对数据的操作行为的封装，体现的是面向对象的编程思想。
C语言中没有class
（1）数据成员
类定义中的数据成员描述了类对象所包含的数据类型，数据成员可以是c++基本数据类型，也可以是构造数据类型。
例1：

struct Record
{
char name[20];
int score;
};
class Team{
private:
int num; //基本数据类型
Record*p; //构造数据类型
}；

定义的类Team既包含基本数据类型，也包含构造数据类型。
注意：
因为类只是一种类型，类中的数据成员不占内存空间，因此在定义数据成员时不能给数据成员赋初值。
类的数据成员除了可以使用前面讲述的c++类型外，还可以使用已定义的类类型。
在正在定义的类中，由于该类型没有定义完，所以不能定义该类类型的变量，只能定义该类类型的指针成员以及该类类型的引用成员。
例：

class Team; class Grade{
Team a;
Grade*p;
Grade&r;
Grade b;
}；

（2）成员函数
作为类成员的成员函数描述了对类中的数据成员实施的操作。成员函数的定义、声明格式与非成员函数（全局函数）的格式相同。成员函数可以放在类中定义，也可以放在类外定义，放在类中定义的成员函数为内联函数。Clock类中的成员函数就是放在类中定义的。
C++可以在类中声明成员函数的原型，在类外定义函数体。这样做的好处是相当于在类中列了一个函数功能表，是我们对类的成员函数的功能一目了然，避免了在个函数实现的一大堆代码中查找函数的定义。在类中声明函数原型的方法与一般函数原型的声明一样，在类外定义函数体的格式如下：

返回值类型类名:：成员函数名（形参表）
{
函数体；
}

其中，:：是类的作用域分辨符，用在此处，放在类名后、成员函数前，表明后面的成员函数属于前面的那个类。
Clock类中的成员函数可以在类中声明：

class Clock{
private:
int H,M,S;
public:
void SetTime(int h,int m,int s);
void ShowTime();
};

在类外实现成员函数如下：

void Clock::SetTime(int h,int m,int s)
{
H=h,M=m,S=s;
}
void Clock::ShowTime()
{
cout<<H<<“:”<<M<<“:”<<S<<endl;
}

如果要将在类外定义的成员函数编译成内联函数，可以在类外定义函数时，在函数的返回类型前加上inline。下面ShowTime()定义成内联函数，与在类中定义成员函数的效果相同。

intline voidClock::ShowTime()
{
cout<<H<<“:”<<S<<endl;
}

注意：
在成员函数中不仅可以自由使用类的成员，还可以使用该定义变量(对象)，通过变量使用成员。其原因是函数在调用时才在内存中建立函数体中的变量(包含实参)，这是类已经定义完毕，当然可以使用完定义完的类类型的变量。
例如，在Clock类中可以定义成员函数AddTime()：

class Clock{
private:
int H,M,S;
public:
Clock AddTime(Clock C2){ //形参为Clock类型的变量
Clock T; //在函数体中定义了Clock型的变量
…
return T; //返回类型为Clock类型
} };

3类作用域
类是一组数据成员和函数成员的集合，类作用域作用于类中定义的特定成员，包括数据成员与成员函数，类中的每一个成员都具有类作用域。实际上，类的封装作用也就是限制类的成员的访问范围局限与类的作用域之内。
4对象的建立与使用
类相当于一种包含函数的自定义数据类型，它不占内存，是一个抽象的”虚”体，使用已定义的类建立对象就想用数据类型定义变量一样。对象在建立后，对象占据内存，变成了一个“实”体，类与对象的关系就像数据类型与变量的关系一样。其实，一个变量就是一个简单的不含成员函数的数据类型。
建立对象的格式如下：