C++语言程序设计（21世纪高等学校计算机专业实用规划教材）/好程序员成长丛书

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第3章类与对象 本章学习目标  理解类与对象  掌握构造函数与析构函数  理解友元函数与友元类  掌握静态成员、对象成员、常类型成员  掌握string类 在C++中把具有相同属性和行为的对象看成同一类，把属于某个类的实例称为某个类的对象。例如学生小千、小锋是两个不同的对象，它们有共同的属性，如学号、成绩等，也有相同的行为，如选课、显示成绩等，它们同属于一个“学生”类。类和对象是面向对象程序设计中使用的最基本的概念，下面进一步阐述类和对象的定义及使用。 3.1类 的 定 义 类是面向对象程序设计的核心，是进行封装和数据隐藏的工具。具体到代码上，类是逻辑上有关的函数及其数据的集合，它主要不是用于执行，而是提供所需要的资源。在使用一个类之前必须先定义类，定义一个类包含两个步骤： 一是说明类体中的成员； 二是实现类体中的函数。 类将数据表示和操作数据的函数组合在一起，下面来看一个用于描述平面上一点的类。 首先，考虑如何表示平面上一个点，可以用直角坐标系中的x轴和y轴上的两个数值分别表示平面上一个点的横坐标与纵坐标，如果想要在程序开始时指定这个点的坐标，可以通过定义一个函数来实现这种操作，而类就是将数据和操作封装在一起，如图3.1所示。 图3.1说明类体中的成员 在图3.1中，x0与y0就表示直角坐标系中的x轴和y轴上的两个数值，函数init()表示初始化一个点的坐标的操作，函数GetX()表示获取这个点的横坐标，函数GetY()表示获取这个点的纵坐标，通常将对类中数据操作的函数称为接口。因此，说明类体中的成员就是要说明它包含哪些成员，每个成员是什么类型。 从上面的示例中可以归纳出说明类体中成员的语法，其语法格式如下： class 类名 { public: 公有型数据和函数; protected: 保护型数据和函数; private: 私有型数据和函数; }; 其中，class是关键字，class之后是要定义的类名。类中的数据和函数都是类的成员，分别称为数据成员和成员函数。数据成员用来描述类状态等属性，由于数据成员常用变量来定义，因此有时又将这样的数据成员称为成员变量。成员函数用来对数据成员进行操作，又称方法。注意，类体中大括号“}”后面的分号“;”不能省略。 类中关键字public、protected和private说明了类中成员与类外之间的关系，称为访问权限，如表3.1所示。 表3.1访问权限及含义 访 问 权 限 public protected private 对本类 可见 可见 可见 对外部 可见 不可见 不可见 对子类 可见 可见 不可见 在说明类体中的成员时，也可以不定义成员的访问权限，如果不定义，则默认为private。另外，在类体中，public、protected和private出现的顺序与次数都是任意的。一般来说，比较好的格式是将公有成员都放在最前面，以突出用户接口，私有成员放在后面。 在C++中也可以定义有struct和union说明的类，只是很少使用，其也可以定义成员的访问权限，当成员的访问权限不定义时，默认是public的。 说明类体中的成员只是对其中的成员函数进行了函数声明，因此还必须在程序中定义这些成员函数的实现，具体示例如下： 返回类型类名::成员函数名(形式参数列表) { 函数体 } 其中，“::”称为作用域运算符，“类名::”表示其后的成员函数是在类体中被声明过的。在成员函数体内可以对类中的任何成员直接使用，不论是公有的还是私有的、保护的，也可以调用系统提供的库函数，以及其他已定义的一些普通函数。 例如，定义一个用于描述平面上一点的类，具体示例如下： class Point { public: void init(int a, int b); int GetX(); int GetY() { return y; } private: int x, y; }; void Point::init(int a, int b) { x = a; y = b; } inline int Point::GetX() //内联函数 { return x; } 在上例中，简单的成员函数经常定义成内联函数，定义的方法有两种： 一种是在说明类体时，直接在类体内部定义函数体，系统将自动把这个函数当成内联函数； 另一种是在类体外通过inline关键字定义。 3.2对象 在面向对象程序设计方法中，类是一种封装数据与函数的形式，但在程序中，类是一种复杂的构造数据类型，可以用来定义变量，这个变量称为具有类属性的对象，是类的一个实例，因此在面向对象程序中，类是程序设计的核心，而对象是程序的实体。 3.2.1对象的创建 类是用户定义的一种数据类型，因此程序员可以使用这个类型在程序中定义变量，这种具有类类型的变量就称为对象，具体示例如下： 本书取材广泛，内容新颖，以零基础讲解为宗旨，摒弃了枯燥乏味、层次结构混乱等缺陷，知识系统全面