C++ 类（一）

基本上是对《C++ Primer》的摘抄

想理解类，需要先从数据结构开始理解，所谓数据结构，是把一组相关的数据元素组织起来然后使用它们的策略和方法。

从一个简单类开始：

struct Sales_data {
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;    
};

该类由struct关键字开始（这里觉得自己以前理解太片面了，只想着class关键字就是类，实则不然），类体由花括号包括形成了一个新的作用域，类内部名字唯一，但是可以与类外定义的名字重复。

不建议把对象的定义和类的定义放在一起的行为：

struct Sales_data {/*...*/} accum, trans, *salesptr;

类体定义类的成员，上述类只有数据成员，数据成员定义了类的对象的具体内容，每个对象有自己的一份数据成员拷贝，即修改一个对象的数据成员，不会影响其他的Sales_data对象。

C++11新标准，可以给数据成员一个类内初始值，没有初始值的成员将被默认初始化。

上述内容作为类一部分的引入。

类的基本思想是数据抽象和封装。数据抽象是种依赖于接口和实现分离的编程（以及设计）技术。类的接口包括用户所能执行的操作；类的实现则包括类的数据成员、负责接口实现的函数体及定义类所需的各种私有函数。

封装实现了类的接口和实现的分离。封装后的类隐藏了它的实现细节，也就是说，类的用户只能使用接口而无法访问实现部分。

类想要实现数据抽象和封装，需要首先定义一个抽象数据类型（ADT）。在抽象数据类型中，由类的设计者负责考虑类的实现过程；使用该类的程序员则只需要抽象地思考类型做了什么，而无需了解类型的工作细节。

上述Sales_data类并不是一个抽象数据类型。它允许类的用户直接访问它的数据成员，并且要求用户编写操作。

struct Sales_data {
    //关于Sales_data对象的操作
    std::string isbn() const {return bookNo;}
    Sales_data& combine(const Sales_data&);
    double avg_price() const;
    //数据成员
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};
//非成员接口函数
Sales_data add(const Sales_data&, const Sales_data&);
std::ostream &print(std::ostream&, const Sales_data&);
std::istream &read(std::istream&, Sales_data&);

定义在类内部的函数是隐式的inline函数

引入this

思考isbn()是如何获得bookNo成员所依赖的对象，观察对该函数的调用：

Sales_data total;
total.isbn();

使用了点运算符，当我们调用成员函数时，实际上是在替某个对象调用它，如果isbn指向Sales_data的成员（如bookNo），则它隐式地指向调用该函数的对象的成员，即isbn返回bookNo时，实际上它隐式地返回total.bookNo。

成员函数通过一个名为this的额外的隐式参数来访问调用它的那个对象。当我们调用一个成员函数时，用请求该函数的对象地址初始化this，如：调用total.isbn()

编译器负责把total的地址传递给isbn的隐式形参this，可以等价地认为编译器将该调用写成了如下形式：

Sales_data::isbn(&total)  //伪代码
//调用Sales_data的isbn成员时传入了total的地址

在成员函数内部，可以直接调用该函数的对象的成员，因为this所指的正是这个对象，任何对类成员的直接访问都被看作this的隐式引用，isbn使用bookNo时，实际上相当于使用了this->bookNo。

由于this的目的总是指向“这个”对象，所以this是一个常量指针。

再次观察isbn函数，观察其const关键字：

std::string isbn() const { return bookNo; }

这里const的作用是修改隐式this指针的类型。

默认情况下，this的类型是指向类类型非常量版本的常量指针。相当于Sales_data *const。我们不能把this绑定到一个常量对象上，使得我们不能在一个常量对象上调用普通的成员函数。

如果isbn是一个普通函数而且this是一个普通的指针参数，我们应该把this声明成const Sales_data *const。然而this不会出现在参数列表中，所以C++规定把const关键字放在参数列表后面表示this是一个指向常量的指针，这样的函数成为常量成员函数

类作用域和成员函数

注意类本身就是一个作用域，类的成员函数定义嵌套在类的作用域之内，注意到即使bookNo定义在isbn之后，还是能正常使用，因为编译器分两步处理类：首先编译成员的声明，然后才轮到成员函数体。

在类的外部定义成员函数

保持与声明的一致，另外注意成员的名字必须包含它所属的类名：

double Sales_data::avg_price() const {
    if(units_sold)
        return revenue/units_sold;
    else
        return 0;
}

定义一个返回this对象的函数

Sales_data& Sales_data::combine(const Sales_data &rhs)
{
    units_sold += rhs.units_sold;  //把rhs的成员加到this对象的成员上
    revenue += rhs.revenue;
    return *this;  //返回调用该函数的对象
}

定义类相关的非成员函数

初窥构造函数

每个类都分别定义了它的对象被初始化的方式，类通过一个或几个特殊的成员函数来控制其对象的初始化过程，这些函数叫构造函数。

任务：初始化类对象的数据成员，无论何时只要类的对象被创建，就会执行构造函数。

构造函数的名字和类名相同。但是没有返回类型，包含一个可能为空的参数列表和一个可能为空的函数体。类可以包括多个构造函数，参考重载函数。

注意构造函数不能被声明为const的，当我们创建类的一个const对象时，直到构造函数完成初始化过程，对象才能真正取得其常量属性。因此构造函数在const对象的构造过程中可以向其写值。

合成的默认构造函数

之前的Sales_data类没有定义构造函数，仍可以正常运行：

Sales_data total;
Sales_data trans;

执行默认初始化，类通过一个特殊的构造函数来控制默认初始化过程，这个函数叫做默认构造函数。无需任何实参。

如果类没有显示地定义构造函数，编译器就会为我们隐式地定义一个默认构造函数。

编译器创建的构造函数又被称为合成的默认构造函数。其初始化类的数据成员的规则：

1.如果存在类内的初始值，用它来初始化成员。

2.否则，默认初始化该成员。

struct Sales_data{
    Sales_data() = default;
    Sales_data(const std::string &s): bookNo(s) { } //构造函数初始化值列表
    Sales_data(const std::string &s, unsigned n, double p):
                bookNo(s), units_sold(n), revenue(p*n) { }
    Sales_data(std::istream &);    
}

=default

拷贝、赋值和析构