C++学习笔记章节中 面向对象详解

C++ 类&对象

C++类定义

• 本质上是一个数据类型的蓝图，定义了类的对象包含的信息，以及可以在这个类对象上执行哪些操作。
• 类的定义是以class开头，后面接类的名称。
• 类的主体是包含在一个花括号中，类的定义之后，必须跟着一个分号或者一个声明列表，例子：
• 关键字public确定了类成员的访问属性，使得在类对象作用域中，公共成员在类的外部是可以被访问到的。也可以将其定位为private或者protected。

class Box
{
   public:
      double length;   // 盒子的长度
      double breadth;  // 盒子的宽度
      double height;   // 盒子的高度
};

类&对象详解

概念	描述
类成员函数	类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数，就像类定义中的其他变量一样。
类访问修饰符	类成员可以被定义为 public、private 或 protected。默认情况下是定义为 private。
构造函数 & 析构函数	类的构造函数是一种特殊的函数，在创建一个新的对象时调用。类的析构函数也是一种特殊的函数，在删除所创建的对象时调用。
C++ 拷贝构造函数	拷贝构造函数，是一种特殊的构造函数，它在创建对象时，是使用同一类中之前创建的对象来初始化新创建的对象。
C++ 友元函数	友元函数可以访问类的 private 和 protected 成员。
C++ 内联函数	通过内联函数，编译器试图在调用函数的地方扩展函数体中的代码。
C++ 中的 this 指针	每个对象都有一个特殊的指针 this，它指向对象本身。
C++ 中指向类的指针	指向类的指针方式如同指向结构的指针。实际上，类可以看成是一个带有函数的结构。
C++ 类的静态成员	类的数据成员和函数成员都可以被声明为静态的。

类成员函数

• 类的成员函数是指那些把定义和原型写在类定义内部的函数，就像类定义中的其他变量一样。类成员函数是类的一个成员，它可以操作类的任意对象，可以访问对象中的所有成员。
• 需要使用成员函数来访问类的成员，而不是直接访问这些类的成员
• 成员函数可以定义在类定义内部，或者单独使用范围解析运算符 :: 来定义。在类定义中定义的成员函数把函数声明为内联的，即便没有使用 inline 标识符。按照如下方式定义 Volume() 函数：

class Box
{
   public:
      double length;      // 长度
      double breadth;     // 宽度
      double height;      // 高度
   
      double getVolume(void)
      {
         return length * breadth * height;
      }
};

• 也可以在类的外部使用范围解析运算符 :: 定义该函数，如下所示： 

double Box::getVolume(void)
{
    return length * breadth * height;
}

•  :: 运算符之前必须使用类名。调用成员函数是在对象上使用点运算符（.），这样它就能操作与该对象相关的数据，如下所示：

Box myBox;          // 创建一个对象
 
myBox.getVolume();  // 调用该对象的成员函数

访问修饰符

• 关键字public、private和protected称之为访问修饰符

class Base {
 
   public:// 公有成员
 
   protected:// 受保护成员
 
   private:// 私有成员
 
};

• 公有成员在程序中类的外部是可访问的。可以不使用任何成员函数来设置和获取公有变量的值
• 私有成员变量或函数在类的外部是不可访问的，甚至是不可查看的。只有类和友元函数可以访问私有成员。默认情况下，类的所有成员都是私有的。例如在下面的类中，width 是一个私有成员，这意味着，如果没有使用任何访问修饰符，类的成员将被假定为私有成员。
• 一般会在私有区域定义数据，在公有区域定义相关的函数，以便在类的外部也可以调用这些函数

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Box
{
   public:
      double length;
      void setWidth( double wid );
      double getWidth( void );
 
   private:
      double width;
};
 
// 成员函数定义
double Box::getWidth(void)
{
    return width ;
}
 
void Box::setWidth( double wid )
{
    width = wid;
}
 
// 程序的主函数
int main( )
{
   Box box;
 
   // 不使用成员函数设置长度
   box.length = 10.0; // OK: 因为 length 是公有的
   cout << "Length of box : " << box.length <<endl;
 
   // 不使用成员函数设置宽度
   // box.width = 10.0; // Error: 因为 width 是私有的
   box.setWidth(10.0);  // 使用成员函数设置宽度
   cout << "Width of box : " << box.getWidth() <<endl;
 
   return 0;
}

• 保护成员变量或函数与私有成员十分相似，但有一点不同，保护成员在派生类（即子类）中是可访问的。例子中，从父类 Box 派生了一个子类 smallBox。在这里 width 成员可被派生类 smallBox 的任何成员函数访问。

继承中的特点

有public, protected, private三种继承方式，它们相应地改变了基类成员的访问属性。

• public 继承：基类 public 成员，protected 成员，private 成员的访问属性在派生类中分别变成：public, protected, private
• protected 继承：基类 public 成员，protected 成员，private 成员的访问属性在派生类中分别变成：protected, protected, private
• private 继承：基类 public 成员，protected 成员，private 成员的访问属性在派生类中分别变成：private, private, private

但无论哪种继承方式，上面两点都没有改变：

• private 成员只能被本类成员（类内）和友元访问，不能被派生类访问；
• protected 成员可以被派生类访问。
• 默认使用protected继承，在struct中默认使用public继承

继承方式	基类的public成员	基类的protected成员	基类的private成员	继承引起的访问控制关系变化概括
public继承	仍为public成员	仍为protected成员	不可见	基类的非私有成员在子类的访问属性不变
protected继承	变为protected成员	变为protected成员	不可见	基类的非私有成员都为子类的保护成员
private继承	变为private成员	变为private成员	不可见	基类中的非私有成员都称为子类的私有成员

类构造函数 & 析构函数

类的构造函数

• 类的构造函数是类的一种特殊的成员函数，它会在每次创建类的新对象时执行。
• 构造函数的名称与类的名称是完全相同的，并且不会返回任何类型，也不会返回 void。构造函数可用于为某些成员变量设置初始值。

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Line
{
   public:
      void setLength( double len );
      double getLength( void );
      Line();  // 这是构造函数
 
   private:
      double length;
};
 
// 成员函数定义，包括构造函数
Line::Line(void)
{
    cout << "Object is being created" << endl;
}
 
void Line::setLength( double len )
{
    length = len;
}
 
double Line::getLength( void )
{
    return length;
}
// 程序的主函数
int main( )
{
   Line line;
 
   // 设置长度
   line.setLength(6.0); 
   cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;
 
   return 0;
}

带参数的构造函数

• 默认的构造函数没有任何参数，但如果需要，构造函数也可以带有参数。这样在创建对象时就会给对象赋初始值，如下面的例子所示：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Line
{
   public:
      void setLength( double len );
      double getLength( void );
      Line(double len);  // 这是构造函数
 
   private:
      double length;
};
 
// 成员函数定义，包括构造函数
Line::Line( double len)
{
    cout << "Object is being created, length = " << len << endl;
    length = len;
}
 
void Line::setLength( double len )
{
    length = len;
}
 
double Line::getLength( void )
{
    return length;
}
// 程序的主函数
int main( )
{
   Line line(10.0);
 
   // 获取默认设置的长度
   cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;
   // 再次设置长度
   line.setLength(6.0); 
   cout << "Length of line : " << line.getLength() <<endl;
 
   return 0;
}

使用初始化列表来初始化字段

• 使用初始化列表来初始化字段：

Line::Line( double len): length(len)
{
    cout << "Object is being created, length = "