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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。

news 来源：原创 2024/5/14 17:49:33

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👑专栏内容：C++学习笔记
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文章目录

一、前言
二、面向对象编程
三、类和对象
- 1、类的引入
- 2、类的定义
- - Ⅰ、声明和定义在一起
  - Ⅱ、声明和定义分开
  - Ⅲ、成员变量命名建议
- 3、类的封装和访问限定符
- - Ⅰ、封装
  - Ⅱ、访问限定符
- 4、类的作用域
- 5、类的实例化
四、总结

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。
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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::
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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_;
};

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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

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public修饰的成员在类外可以直接被访问
protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)
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
如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。
class的默认访问权限为private，struct为public(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public，class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;
 }