C++类与对象的重点知识点详细分析

什么是C++类和对象？

类是一种用户自定义的数据类型，它将数据的成员变量和行为的成员函数封装到一个单元中，用以描述现实世界中的对象，从而方便程序员编写复杂的业务逻辑。类的实例化对象称为对象，每个对象都有自己的数据和操作方法。C++中的类和对象是C语言的扩展，可以使用封装、继承和多态等特性实现OOP思想。

如何定义一个C++类？

C++中定义一个类的基本语法如下：

class 类名 
{ 
    访问控制符: 
        成员变量;

    public :
        成员函数;
};

其中，访问控制符包括public、protected和private三种。公有成员可以在类的内部和外部被访问，私有成员只能在类的内部被访问，而保护成员和私有类似，但子类可以访问。

例如，我们可以定义一个简单的Cat类来说明如何创建类和成员方法：

class Cat
{
private:
    int age;
    string name;

public:
    void setAge(int a)
    {
        age = a;
    }

    int getAge()
    {
        return age;
    }

    void setName(string n)
    {
        name = n;
    }

    string getName()
    {
       return name;
    }

    void say()
    {
        cout << "My name is " << name << ", and I'm " << age << " years old." << endl;
    }
};

在这个例子中，我们定义了一个Cat类，它有私有成员变量age和name，还有公有成员函数setAge、getAge、setName、getName和say。成员函数可以只声明在类中，而不定义它的函数体，但要在外部定义函数体。

如何创建一个C++对象？

创建类的对象我们需要使用类名以及对象名来创建，使用的方式是：

ClassName ObjectName;

例如，我们可以创建一个Cat对象并设置其属性：

Cat cat1;
cat1.setAge(2);
cat1.setName("Tom");
cat1.say();

C++类拷贝构造函数

C++类拷贝构造函数用于在创建新对象时，以已有对象的值作为新对象的初始值。它的定义格式如下：

类名(const 类名& Obj)
{
    // 构造函数的代码
}

例如，我们可以为Cat类添加一个拷贝构造函数：

Cat(const Cat& c)
{
    age = c.age;
    name = c.name;
}

这样我们就可以用已有Cat类的对象来初始化一个新的Cat类的对象：

Cat cat2 = cat1;
cat2.say();

C++类析构函数

C++类析构函数用于在删除对象时执行必要的清理工作。析构函数的名称必须是类名前加~，它没有返回类型和参数，定义格式如下：

~类名()
{
    // 析构函数的代码
}

例如，我们可以为Cat类添加一个析构函数：

~Cat()
{
    cout << "I'm dying..." << endl;
}

这样我们就可以在删除Cat对象时执行必要的清理工作：

{
    Cat cat3;
    cat3.setAge(1);
    cat3.setName("Jerry");
    cat3.say();
}

程序执行到这里时，cat3对象将会被销毁，输出:I'm dying...。

C++类成员变量和成员函数访问控制

在一个C++类中，成员变量和成员函数可以使用public、protected或private关键字声明其访问控制。它们的访问控制说明如下：

• public：公有成员，可以在类内部和外部访问；
• protected：保护成员，可以在类内部以及派生类中访问；
• private：私有成员，只能在类内部访问，不能在派生类和其他地方访问。

例如，以下是一个关于C++成员变量和成员函数访问控制的示例：

class Rectangle
{
private:
    double length;
    double width;

public:
    void setLength(double len)
    {
        length = len;
    }

    void setWidth(double wid)
    {
        width = wid;
    }

    double getLength()
    {
        return length;
    }

    double getWidth()
    {
        return width;
    }

protected:
    double area()
    {
        return length * width;
    }
};

class Square: public Rectangle
{
public:
    void setSide(double s)
    {
        setLength(s);
        setWidth(s);
    }

    double getArea()
    {
        return area();
    }
};

在这个例子中，我们定义了两个类Rectangle和Square。Rectangle类有两个私有成员变量length和width，以及四个公有成员函数setLength、setWidth、getLength和getWidth，其中set和get函数用于设置和返回私有成员变量，而area函数用于计算面积。Square类继承Rectangle类，包含了一个公有成员函数setSide和私有成员函数getArea，用于设置正方形边长和计算正方形面积。由于父类Rectangle的area函数是保护成员，因此子类Square可以调用其父类的area函数来计算面积。

下面是使用示例：

Square s;
s.setSide(3);
double area = s.getArea();
cout << "The square area is: " << area << endl;

运行结果为: The square area is: 9.