C++全面精通类与对象

C++全面精通类与对象攻略

什么是类和对象

在C++中，类（class）是一种自定义数据类型，可以用来描述具有相同属性和方法的一组对象。而对象（object）则是类的一个具体实例。

类是一个抽象的概念，它定义了数据类型的属性和方法，包括数据成员和成员函数，但并不占用内存空间。而对象则是类的一个具体实体，它占用实际的内存空间，可以使用类提供的属性和方法进行操作。

如何定义一个类

在C++中，定义一个类可以使用关键字class，语法格式如下：

class 类名{
    访问权限：
        成员变量1；
        成员变量2；
        ...
    public/private/protected:
        成员函数1；
        成员函数2；
        ...
};

其中，访问权限指的是类成员的访问权限，可以是public、private或protected。成员变量指的是类的数据成员，成员函数则是类的操作方法。

如何创建类的对象

在C++中，可以使用new运算符动态创建一个类的对象，也可以直接在栈上创建一个对象，语法格式如下：

类名 对象名; // 在栈上创建对象
类名* 对象指针 = new 类名(); // 动态创建对象

需要注意的是，在栈上创建的对象会在函数结束时自动删除，而动态创建的对象需要手动删除，否则会导致内存泄漏。

成员函数的定义和实现

在类中定义的成员函数可以分为两类：成员函数原型和成员函数实现。成员函数原型只是函数的声明，不包含函数体。而成员函数实现则包含函数体和实现细节。

class TestClass{
public:
    int sum(int a, int b); // 成员函数原型
private:
    int m_data;
};

int TestClass::sum(int a, int b){// 成员函数实现
    return a + b + m_data;
}

需要注意的是，成员函数的定义需要使用类名限定，例如TestClas::sum。在函数体中可以使用this指针来访问对象的数据成员和调用对象的其它方法。

示例说明1：计算器类

创建计算器类

class Calculator{
public:
    Calculator();
    Calculator(double initValue);

    double getValue();
    void setValue(double value);

    double add(double value);
    double subtract(double value);
    double multiply(double value);
    double divide(double value);
private:
    double m_value;
};

计算器类的实现

Calculator::Calculator(){
    m_value = 0;
}

Calculator::Calculator(double initValue){
    m_value = initValue;
}

double Calculator::getValue(){
    return m_value;
}

void Calculator::setValue(double value){
    m_value = value;
}

double Calculator::add(double value){
    m_value += value;
    return m_value;
}

double Calculator::subtract(double value){
    m_value -= value;
    return m_value;
}

double Calculator::multiply(double value){
    m_value *= value;
    return m_value;
}

double Calculator::divide(double value){
    if(value == 0){
        cout << "Error: division by zero" << endl;
        return m_value;
    }
    m_value /= value;
    return m_value;
}

测试计算器类

Calculator cal(10); // 创建一个初始值为10的计算器对象
cal.add(5); // 累加5，结果为15
cal.subtract(3); // 减去3，结果为12
cal.multiply(2); // 乘以2，结果为24
cal.divide(4); // 除以4，结果为6

cout << "Result: " << cal.getValue() << endl; // 输出结果为6

示例说明2：点类和线段类

创建点类

class Point{
public:
    Point();
    Point(double x, double y);

    void setX(double x);
    void setY(double y);
    double getX();
    double getY();

    double distanceTo(Point p);
private:
    double m_x;
    double m_y;
};

点类的实现

Point::Point(){
    m_x = 0;
    m_y = 0;
}

Point::Point(double x, double y){
    m_x = x;
    m_y = y;
}

void Point::setX(double x){
    m_x = x;
}

void Point::setY(double y){
    m_y = y;
}

double Point::getX(){
    return m_x;
}

double Point::getY(){
    return m_y;
}

double Point::distanceTo(Point p){
    double dx = m_x - p.m_x;
    double dy = m_y - p.m_y;
    return sqrt(dx * dx + dy * dy);
}

创建线段类

class Line{
public:
    Line();
    Line(Point p1, Point p2);

    void setPoint1(Point p);
    void setPoint2(Point p);
    Point getPoint1();
    Point getPoint2();

    double length();
private:
    Point m_p1;
    Point m_p2;
};

线段类的实现

Line::Line(){
}

Line::Line(Point p1, Point p2){
    m_p1 = p1;
    m_p2 = p2;
}

void Line::setPoint1(Point p){
    m_p1 = p;
}

void Line::setPoint2(Point p){
    m_p2 = p;
}

Point Line::getPoint1(){
    return m_p1;
}

Point Line::getPoint2(){
    return m_p2;
}

double Line::length(){
    return m_p1.distanceTo(m_p2);
}

测试点类和线段类

Point p1(0, 0);
Point p2(3, 4);

cout << "Distance between p1 and p2: " << p1.distanceTo(p2) << endl;

Line line(p1, p2);
cout << "Length of line: " << line.length() << endl;

总结

本文介绍了C++中类和对象的基本概念、定义方法、成员函数的定义和实现、以及通过两个示例说明了类和对象的实际应用。需要注意的是，类和对象是C++中重要的概念，需要认真学习和掌握。