C++进一步认识类与对象

类与对象是什么？

在 C++ 中，类是一种自定义的数据类型，它可以封装数据和函数。每个类都可以实例化出多个对象，这些对象都有共同的数据类型和函数行为，称为类的实例或对象。

类的定义

定义一个类，需要确定以下内容：

• 类的名称
• 类的数据成员
• 类的成员函数

下面是一个简单的类的定义：

class Box {
   public:
      double length;   // 长度
      double breadth;  // 宽度
      double height;   // 高度
};

这个类名为Box，其中有三个数据成员：length、breadth、height，都是双精度浮点数。

类的访问修饰符

类的访问修饰符包括 public、private 和 protected，它们决定类的成员谁可以访问。

• public：所有的成员函数和派生类的对象都可以访问它
• private：只有该类的成员函数可以访问它。不能在该类外面访问该类的私有成员变量或私有成员函数
• protected：只能通过派生类的对象来访问它

对象的定义

类定义后，需要实例化一个对象体现出类的特性。下面是一个对象的定义：

Box box1;

这个定义创建了一个名为 box1 的 Box 类型的对象。现在，可以给对象赋值：

box1.breadth = 5.0;
box1.height = 6.0;
box1.length = 7.0;

成员函数

成员函数是类定义中的函数，它们可以访问类的数据成员。下面是一个简单的成员函数：

class Box {
   public:
      double length;   // 长度
      double breadth;  // 宽度
      double height;   // 高度

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

这个类定义了一个 getVolume() 函数，计算盒子的体积并返回结果。可以通过以下代码调用该函数：

Box box1, box2;
box1.length = 5.0;
box1.breadth = 6.0;
box1.height = 7.0;

// volume of box1
cout << "Box1 的体积：" << box1.getVolume() << endl;

示例1：复数类

下面是一个复数类的示例，类的私有成员有实部(real)和虚部(imag)：

class Complex {
   private:
      int real;   // 实部
      int imag;   // 虚部
   public:
      Complex(int r=0, int i=0) { // 构造函数
         real = r;
         imag = i;
      }
      void setReal(int r) {
         real = r;
      }
      void setImag(int i) {
         imag = i;
      }
      void display() {
         cout << real << " + i" << imag << endl;
      }
      Complex operator+(Complex const &obj) { // 运算符重载
         Complex res;
         res.real = real + obj.real;
         res.imag = imag + obj.imag;
         return res;
      }
};

以上代码定义了 Complex 类，有两个数据成员 real 和 imag，还定义了构造函数、三个成员函数和一个运算符重载函数。

现在，可以创建 Complex 类型的对象：

Complex c1(2, 3), c2(4, 5), c3;
c3 = c1 + c2;
c3.display();

可以看到，c3 是 c1 和 c2 相加的结果。

示例2：人员信息类

下面是一个人员信息类的示例，类的私有成员有姓名、年龄、性别和电话：

class Person {
   private:
      string name;   // 名称
      int age;       // 年龄
      char sex;      // 性别
      string phone;  // 电话
   public:
      Person(string n, int a, char s, string p) { // 构造函数
         name = n;
         age = a;
         sex = s;
         phone = p;
      }
      void display() {
         cout << "姓名：" << name << endl;
         cout << "年龄：" << age << endl;
         cout << "性别：" << sex << endl;
         cout << "电话：" << phone << endl;
      }
};

以上代码定义了 Person 类，有四个私有成员变量，还定义了一个构造函数和一个成员函数 display()，用于输出人员信息。

现在，可以创建 Person 类型的对象：

Person p("Tom", 18, 'M', "13888888888");
p.display();

可以看到，创建的对象 p 包含了人员的基本信息，并通过 display() 函数输出。