C++類(lèi)的定義與實(shí)現(xiàn)

第C++類(lèi)的定義與實(shí)現(xiàn)目錄一、類(lèi)的定義二、類(lèi)的實(shí)現(xiàn)1.成員函數(shù)2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)文章轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)：Coder梁（ID：Coder_LT）

一、類(lèi)的定義

根據(jù)C++Primer中的描述，類(lèi)的定義是一種將抽象轉(zhuǎn)換為用戶定義類(lèi)型的C++工具。也就是說(shuō)類(lèi)的實(shí)質(zhì)是一種用戶自定義類(lèi)型，它可以將數(shù)目表示和操作數(shù)據(jù)的方法組合成一個(gè)整潔的包。

在實(shí)際開(kāi)發(fā)當(dāng)中，想要實(shí)現(xiàn)一個(gè)類(lèi)，并編寫(xiě)一個(gè)使用它的程序是相對(duì)比較復(fù)雜的，涉及多個(gè)步驟。

通常，我們會(huì)將類(lèi)的定義放在頭文件當(dāng)中，并將實(shí)現(xiàn)的代碼放在源代碼文件中。我們來(lái)看C++Primer當(dāng)中的一個(gè)例子：一個(gè)關(guān)于股票買(mǎi)賣(mài)的類(lèi)。

首先是類(lèi)的定義，寫(xiě)在stock00.h文件中：

#ifndefSTOCK00_H_

#defineSTOCK00_H_

#includestring

classStock{

private:

std::stringcompany;

longshares;

doubleshare_val;

doubletotal_val;

voidset_tot(){total_val=shares*share_val;}

public:

voidaccquire(conststd::stringco,longn,doublepr);

voidbuy(longnum,doubleprice);

voidsell(longnum,doubleprice);

voidupdate(doubleprice);

voidshow();

#endif

首先是關(guān)鍵字class，它表示我們聲明的是一個(gè)類(lèi)，一般類(lèi)名我們使用大駝峰命名法定義。

其次在這個(gè)類(lèi)的定義當(dāng)中，我們看到了兩個(gè)新出現(xiàn)的關(guān)鍵字private和public。這兩個(gè)關(guān)鍵字描述了對(duì)類(lèi)成員的訪問(wèn)控制，使用類(lèi)對(duì)象的程序，都可以直接訪問(wèn)公有部分（public），但無(wú)法訪問(wèn)對(duì)象的私有成員。

想要獲取私有成員，只能通過(guò)公有的成員函數(shù)。比如在上面這個(gè)例子當(dāng)中，我們想要修改share_val只能通過(guò)公有的方法sell或buy，而無(wú)法直接對(duì)變量的值進(jìn)行修改。防止程序直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)修改數(shù)據(jù)被稱(chēng)為數(shù)據(jù)隱藏。

除了public和private，C++當(dāng)中還提供了第三個(gè)關(guān)鍵字叫做protected，這個(gè)關(guān)鍵字和類(lèi)的繼承有關(guān)，我們將會(huì)在之后的文章當(dāng)中進(jìn)行討論。

數(shù)據(jù)隱藏的思想其實(shí)是認(rèn)為類(lèi)中的成員變量的所有權(quán)應(yīng)該屬于類(lèi)本身，當(dāng)我們需要對(duì)類(lèi)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和修改的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)通過(guò)類(lèi)提供的公開(kāi)方法，而不是直接操作類(lèi)中值。這被認(rèn)為是一種面向?qū)ο蟮乃枷?，即只能通過(guò)類(lèi)提供的方法訪問(wèn)數(shù)據(jù)，而不應(yīng)該直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

C++正是基于這種面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì)的，所以類(lèi)中的成員默認(rèn)是private的，我們可以省去private關(guān)鍵字：

classWorld{

floatmass;

charname[30];

public:

voidtellall();

...

};

我們從類(lèi)的描述看上去很像是包含了成員函數(shù)以及數(shù)據(jù)隱藏的結(jié)構(gòu)體，但實(shí)際上這是因?yàn)镃++對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行了拓展，讓它具有了和類(lèi)相同的特性。在C語(yǔ)言當(dāng)中，結(jié)構(gòu)體是沒(méi)有這么多特性的。

比如我們可以給結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì)構(gòu)造函數(shù)，也可以給結(jié)構(gòu)體添加成員函數(shù)，甚至結(jié)構(gòu)體也可以繼承、派生和多態(tài)。

它們之間唯一的區(qū)別是，結(jié)構(gòu)體的默認(rèn)類(lèi)型是public，而類(lèi)是private。所以通常使用類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象，而結(jié)構(gòu)體只用來(lái)結(jié)構(gòu)化地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

另外多說(shuō)一句，數(shù)據(jù)隱藏的面向?qū)ο罄砟畈⒉贿m用于所有語(yǔ)言。比如Python，Python當(dāng)中的類(lèi)中的成員變量默認(rèn)是public，且沒(méi)有private關(guān)鍵字。

二、類(lèi)的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)我們完成了類(lèi)定義之后，還需要來(lái)實(shí)現(xiàn)類(lèi)當(dāng)中的函數(shù)。

比如我們?cè)趕tock00.h當(dāng)中定義了一個(gè)類(lèi)：

#ifndefSTOCK00_H_

#defineSTOCK00_H_

#includestring

classStock{

private:

std::stringcompany;

longshares;

doubleshare_val;

doubletotal_val;

voidset_tot(){total_val=shares*share_val;}

public:

voidaccquire(conststd::stringco,longn,doublepr);

voidbuy(longnum,doubleprice);

voidsell(longnum,doubleprice);

voidupdate(doubleprice);

voidshow();

#endif

1.成員函數(shù)

在這個(gè)定義當(dāng)中，我們只是聲明了函數(shù)，并沒(méi)有具體實(shí)現(xiàn)函數(shù)的邏輯。

我們通常會(huì)在同名的cpp文件當(dāng)中實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，需要使用作用域解析運(yùn)算符來(lái)表示函數(shù)所屬的類(lèi)：

voidStock::update(doubleprice){

...

}

這樣就表明了update函數(shù)所屬Stock這個(gè)類(lèi)，這也就意味著我們可以創(chuàng)建屬于其他類(lèi)的同名函數(shù)：

voidBuffoon::update(){

...

}

其次，我們?cè)诔蓡T函數(shù)當(dāng)中，可以訪問(wèn)private限定的成員變量。比如說(shuō)在show函數(shù)當(dāng)中，我們可以這樣實(shí)現(xiàn)：

voidStock::show(){

std::coutcompanysharesshare_valtotal_valendl;

}

雖然company,shares都是類(lèi)的私有成員，但在成員方法當(dāng)中，一樣可以正常訪問(wèn)。

再次，我們?cè)诔蓡T方法當(dāng)中調(diào)用另外一個(gè)成員方法，可以不需要解析運(yùn)算符。比如我們要在show函數(shù)內(nèi)調(diào)用update函數(shù)，直接使用update()即可，而無(wú)需前面的Stock::。

2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)

我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看一下Stock這個(gè)類(lèi)的定義，在類(lèi)的定義當(dāng)中，有一個(gè)叫做set_tot的函數(shù)。我們直接在類(lèi)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了邏輯。雖然同樣是成員函數(shù)，但是在類(lèi)當(dāng)中直接實(shí)現(xiàn)的函數(shù)是有所區(qū)別的。在類(lèi)聲明當(dāng)中實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，會(huì)被視為是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

一般我們會(huì)把一些比較簡(jiǎn)短的函數(shù)在類(lèi)的聲明當(dāng)中直接實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然我們也可以使用關(guān)鍵字inline，手