C++类和对象:面向对象编程的核心。| 面向对象还编什么程啊,活该你是单身狗。

简介: C++类和对象:面向对象编程的核心。| 面向对象还编什么程啊,活该你是单身狗。

一、前言

类和对象是C++ 在 C 语言的基础上新增加的特性,而正是因为这一特性,让C++成为了面向对象的编程语言。本文将跟随C++大哥的脚步,介绍类和对象这一重要特性。

在这里插入图片描述

二、面向对象编程

百度百科:面向对象程序设计(Object Oriented Programming)作为一种新方法,其本质是以建立模型体现出来的抽象思维过程和面向对象的方法。模型是用来反映现实世界中事物特征的。任何一个模型都不可能反映客观事物的一切具体特征,只能对事物特征和变化规律的一种抽象,且在它所涉及的范围内更普遍、更集中、更深刻地描述客体的特征。通过建立模型而达到的抽象是人们对客体认识的深化。

在这里插入图片描述
以洗衣服为例:

像C语言你这种面向过程编程的做法就是手洗。所以,你想洗一件衣服的话,洗衣服的每一个过程你自己都要做一遍。

在这里插入图片描述

而C++洗一件衣服就很简单了,只需要把衣服放进洗衣机里就行了。

在这里插入图片描述
对比一下上面两种洗衣服的方法。面向过程,是自己在干活,而面向对象是将事物高度抽象化,所以面向对象必须先建立抽象模型,或者更形象点说就是建立一个机器,之后直接使用模型(机器)来干活。

C语言是面向过程的,关注的是过程,分析出求解问题的步骤,然后通过函数调用来逐步解决问题。

C++是面向对象的,关注的是对象,将一件事情拆分成不同的对象,靠对象之间的交互完成。

三、类和对象

1、类的引入

类可以看作是C语言里面结构体(struct)的升级版,在C语言结构体中只能定义变量,在C++中,类不仅可以定义变量,也可以定义函数。
举个例子:
计算一个学生的总分。
C语言是先定义一个结构体,然后再写一个计算输出总分的函数。

struct Student {
    //结构体包含的成员变量
    int number;
    float math;
    float english;
    float chinese;
};
//求总分函数
int Sum(struct Student stu)
{
    return stu.chinese + stu.english + stu.math;
}
//输出函数
void print(struct Student stu) 
{
    //调用求总分函数
    float sum = Sum(stu);
    //输出结构
    printf("学号:%d 的总分是 %.2f\n", stu.number,sum );
}
int main() {
    struct Student s1;
    s1.number = 01;
    s1.chinese = 100;
    s1.english = 100;
    s1.math = 100;
    //调用函数
    print(s1);
    return 0;
}

再看C++的做法,C++是把实现这个功能的所有成员和函数都放在这个类里面。
以后再想实现这个功能,就直接用这个类就行了。

struct Student 
{
    int number;
    float math;
    float english;
    float chinese;
    int Sum(struct Student stu)
    {
        return stu.chinese + stu.english + stu.math;
    }
    void print(struct Student stu)
    {
        float sum = Sum(stu);
        printf("学号:%d 的总分是 %.2f\n", stu.number, sum);
    }

};
int main() {
    struct Student s1;
    s1.number = 01;
    s1.chinese = 100;
    s1.english = 100;
    s1.math = 100;
    s1.print(s1);
    return 0;
}

注意:上面的定义,在C++中更喜欢用class来代替struct
当然使用struct也行,不过与class相比会有点不一样。具体有啥不一样,请继续看下文。

在这里插入图片描述

2、类的定义

class className
{
// 类体:由成员函数和成员变量组成
};

class为定义类的关键字,ClassName为类的名字,{ }中为类的主体,注意类定义结束时后面分号不能省略。

  • 类体中内容称为类的成员。
  • 类中的变量称为类的属性或成员变量。
  • 类中的函数称为类的方法或者成员函数。

Ⅰ、声明和定义在一起

声明和定义可以全部放在类体中的定义,但是需要注意的是成员函数如果在类中定义,编译器可能会将其当成内联函数处理。
在这里插入图片描述

Ⅱ、声明和定义分开

类的声明放在.h文件中,成员函数定义放在.cpp文件中。
注意:此时成员函数名前需要加类名::
在这里插入图片描述

Ⅲ、成员变量命名建议

class Date
{
public:
 void Init(int year)
 {
 // 这里的year到底是成员变量,还是函数形参?
 year = year;
 }
private:
 int year;
};

为了避免这种成员变量和函数形参分不清楚的情况,我们一般都是加个前缀或者后缀标识进行区分。

class Date
{
public:
 void Init(int year)
 {
 year_ = year;
 }
private:
 int year_;
};

在这里插入图片描述

3、类的封装和访问限定符

Ⅰ、封装

**封装:将数据和操作数据的方法进行有机结合,隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口来
和对象进行交互。封装本质上是一种管理,让用户更方便使用类。**

打个比方:

对于电脑这样一个复杂的设备,提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入,显示器,USB插孔等,让用户和计算机进行交互,完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。对于计算机使用者而言,不用关心内部核心部件,比如主板上线路是如何布局的,CPU内部是如何设计的等,用户只需要知道,怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时,在外部套上壳子,将内部实现细节隐藏起来,仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等,让用户可以与计算机进行交互即可。

C++实现封装的方式:用类将对象的属性与方法结合在一块,让对象更加完善,通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用。

Ⅱ、访问限定符

在这里插入图片描述

  1. public修饰的成员在类外可以直接被访问
  2. protectedprivate修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protectedprivate是类似的)
  3. 访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止
  4. 如果后面没有访问限定符,作用域就到 } 即类结束。
  5. class的默认访问权限为privatestructpublic(因为struct要兼容C语言)

现在回答最开始的问题,C++中struct和class的区别是什么?

C++需要兼容C语言,所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class定义类是一样的,区别是struct定义的类默认访问权限是publicclass定义的类默认访问权限是private
注意:在继承和模板参数列表位置,struct和class也有区别,后序再给大家介绍。

4、类的作用域

类定义了一个新的作用域,类的所有成员都在类的作用域中。在类体外定义成员时,需要使用:: 作用域操作符指明成员是属于哪个类域。

class Person
{
public:
 void PrintPersonInfo();
private:
 char _name[20];
 char _gender[3];
 int  _age;
};
//这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
 cout << _name << " "<< _gender << " " << _age << endl;
 }

在这里插入图片描述

5、类的实例化

用类类型创建对象的过程,称为类的实例化。

  1. 类是对对象进行描述的,是一种复杂数据类型的声明,不占用内存空间。
  2. 一个类可以实例化出多个对象,实例化出的对象占用实际的物理空间,存储类成员变量。
举个例子:类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子,类就像是设计图。只是设计出了需要什么东西,但是并没有实体的建筑存在,同样类也只是一个设计,实例化出的对象才能实际存储数据,占用物理空间。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

四、总结

  1. C++是面向对象的,关注的是对象,将一件事情拆分成不同的对象,靠对象之间的交互完成。
  2. 封装就是将数据和操作数据的方法进行有机结合,隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口来

和对象进行交互。封装本质上是一种管理,让用户更方便使用类。

  1. 在类体外定义成员时,需要使用:: 作用域操作符指明成员是属于哪个类域。
  2. 对象是对客观事物的抽象,类是对对象的抽象。 类是一种抽象的数据类型。 它们的关系是,对象是类的实例,类是对象的模板。
  3. 如果有对象。请不要因为学习面向对象编程,而忽略了对象的情绪。
相关文章
|
11天前
|
C++ 芯片
【C++面向对象——类与对象】Computer类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个简单的Computer类,含有数据成员芯片(cpu)、内存(ram)、光驱(cdrom)等等,以及两个公有成员函数run、stop。只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制,用于保护类的数据不被外部随意修改。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。成员可以在派生类(继承该类的子类)中访问。成员,在类的外部不能直接访问。可以在类的外部直接访问。为了完成本关任务,你需要掌握。
51 18
|
11天前
|
存储 编译器 数据安全/隐私保护
【C++面向对象——类与对象】CPU类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个CPU类,包含等级(rank)、频率(frequency)、电压(voltage)等属性,以及两个公有成员函数run、stop。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。​ 相关知识 类的声明和使用。 类的声明和对象的声明。 构造函数和析构函数的执行。 一、类的声明和使用 1.类的声明基础 在C++中,类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员,包括数据成员(变量)和成员函数(方法)。一个简单的类声明示例如下: classMyClass{ public: int
37 13
|
11天前
|
编译器 数据安全/隐私保护 C++
【C++面向对象——继承与派生】派生类的应用(头歌实践教学平台习题)【合集】
本实验旨在学习类的继承关系、不同继承方式下的访问控制及利用虚基类解决二义性问题。主要内容包括: 1. **类的继承关系基础概念**:介绍继承的定义及声明派生类的语法。 2. **不同继承方式下对基类成员的访问控制**:详细说明`public`、`private`和`protected`继承方式对基类成员的访问权限影响。 3. **利用虚基类解决二义性问题**:解释多继承中可能出现的二义性及其解决方案——虚基类。 实验任务要求从`people`类派生出`student`、`teacher`、`graduate`和`TA`类,添加特定属性并测试这些类的功能。最终通过创建教师和助教实例,验证代码
37 5
|
11天前
|
存储 C++
【C++面向对象——输入输出流】处理二进制文件(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求使用C++读取二进制文件并在每行前添加行号后输出到控制台。主要内容包括: 1. **任务描述**:用二进制方式打开指定文件,为每一行添加行号并输出。 2. **相关知识**: - 流类库中常用的类及其成员函数(如`iostream`、`fstream`等)。 - 标准输入输出及格式控制(如`cin`、`cout`和`iomanip`中的格式化函数)。 - 文件的应用方法(文本文件和二进制文件的读写操作)。 3. **编程要求**:编写程序,通过命令行参数传递文件名,使用`getline`读取数据并用`cout`输出带行号的内容。 4. **实验步骤**:参考实验指
27 5
|
11天前
|
存储 算法 搜索推荐
【C++面向对象——群体类和群体数据的组织】实现含排序功能的数组类(头歌实践教学平台习题)【合集】
1. **相关排序和查找算法的原理**:介绍直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序和顺序查找的基本原理及其实现代码。 2. **C++ 类与成员函数的定义**:讲解如何定义`Array`类,包括类的声明和实现,以及成员函数的定义与调用。 3. **数组作为类的成员变量的处理**:探讨内存管理和正确访问数组元素的方法,确保在类中正确使用动态分配的数组。 4. **函数参数传递与返回值处理**:解释排序和查找函数的参数传递方式及返回值处理,确保函数功能正确实现。 通过掌握这些知识,可以顺利地将排序和查找算法封装到`Array`类中,并进行测试验证。编程要求是在右侧编辑器补充代码以实现三种排序算法
28 5
|
11天前
|
Serverless 编译器 C++
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】计算图像面积(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求设计一个矩形类、圆形类和图形基类,计算并输出相应图形面积。相关知识点包括纯虚函数和抽象类的使用。 **目录:** - 任务描述 - 相关知识 - 纯虚函数 - 特点 - 使用场景 - 作用 - 注意事项 - 相关概念对比 - 抽象类的使用 - 定义与概念 - 使用场景 - 编程要求 - 测试说明 - 通关代码 - 测试结果 **任务概述:** 1. **图形基类(Shape)**:包含纯虚函数 `void PrintArea()`。 2. **矩形类(Rectangle)**:继承 Shape 类,重写 `Print
33 4
|
11天前
|
设计模式 IDE 编译器
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】编写教学游戏:认识动物(头歌实践教学平台习题)【合集】
本项目旨在通过C++编程实现一个教学游戏,帮助小朋友认识动物。程序设计了一个动物园场景,包含Dog、Bird和Frog三种动物。每个动物都有move和shout行为,用于展示其特征。游戏随机挑选10个动物,前5个供学习,后5个用于测试。使用虚函数和多态实现不同动物的行为,确保代码灵活扩展。此外,通过typeid获取对象类型,并利用strstr辅助判断类型。相关头文件如&lt;string&gt;、&lt;cstdlib&gt;等确保程序正常运行。最终,根据小朋友的回答计算得分,提供互动学习体验。 - **任务描述**:编写教学游戏,随机挑选10个动物进行展示与测试。 - **类设计**:基类
26 3
|
2月前
|
存储 编译器 C语言
【c++丨STL】string类的使用
本文介绍了C++中`string`类的基本概念及其主要接口。`string`类在C++标准库中扮演着重要角色,它提供了比C语言中字符串处理函数更丰富、安全和便捷的功能。文章详细讲解了`string`类的构造函数、赋值运算符、容量管理接口、元素访问及遍历方法、字符串修改操作、字符串运算接口、常量成员和非成员函数等内容。通过实例演示了如何使用这些接口进行字符串的创建、修改、查找和比较等操作,帮助读者更好地理解和掌握`string`类的应用。
78 2
|
2月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(下)(取地址运算符重载、深究构造函数、类型转换、static修饰成员、友元、内部类、匿名对象)
本文介绍了C++中类和对象的高级特性,包括取地址运算符重载、构造函数的初始化列表、类型转换、static修饰成员、友元、内部类及匿名对象等内容。文章详细解释了每个概念的使用方法和注意事项,帮助读者深入了解C++面向对象编程的核心机制。
129 5
|
2月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(中)(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)
本文深入探讨了C++类的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数和赋值重载。构造函数用于对象的初始化,析构函数用于对象销毁时的资源清理,拷贝构造函数用于对象的拷贝,赋值重载用于已存在对象的赋值。文章详细介绍了每个函数的特点、使用方法及注意事项,并提供了代码示例。这些默认成员函数确保了资源的正确管理和对象状态的维护。
138 4