C++ 类和对象详解

两种创建对象的方式：一种是在栈上创建，形式和定义普通变量类似；另外一种是在堆上使用 new 关键字创建，必须 《一线大厂 Java 面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 要用一个指针指向它，读者要记得 delete 掉不再使用的对象。

通过对象名字访问成员使用点号.，通过对象指针访问成员使用箭头->，这和结构体非常类似。

成员变量和函数

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类可以看做是一种数据类型，它类似于普通的数据类型，但是又有别于普通的数据类型。类这种数据类型是一个包含成员变量和成员函数的集合。

类的成员变量和普通变量一样，也有数据类型和名称，占用固定长度的内存。但是，在定义类的时候不能对成员变量赋值，因为类只是一种数据类型或者说是一种模板，本身不占用内存空间，而变量的值则需要内存来存储。

类的成员函数也和普通函数一样，都有返回值和参数列表，它与一般函数的区别是：成员函数是一个类的成员，出现在类体中，它的作用范围由类来决定；而普通函数是独立的，作用范围是全局的，或位于某个命名空间内。

class Student{

public:

//成员变量

char *name;

int age;

float score;

//成员函数

void say(){

cout<<name<<"的年龄是"<<age<<"，成绩是"<<score<<endl;

}

};

但我们一般建议类内只是声明函数，类外定义。?

class Student{

public:

//成员变量

char *name;

int age;

float score;

//成员函数

void say(); //函数声明

};

//函数定义

void Student::say(){

cout<<name<<"的年龄是"<<age<<"，成绩是"<<score<<endl;

}

在类体中直接定义函数时，不需要在函数名前面加上类名，因为函数属于哪一个类是不言而喻的。

但当成员函数定义在类外时，就必须在函数名前面加上类名予以限定。::被称为域解析符（也称作用域运算符或作用域限定符），用来连接类名和函数名，指明当前函数属于哪个类。

在类体中和类体外定义成员函数的区别

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在类体中和类体外定义成员函数是有区别的：在类体中定义的成员函数会自动成为内联函数，在类体外定义的不会。当然，在类体内部定义的函数也可以加 inline 关键字，但这是多余的，因为类体内部定义的函数默认就是内联函数。

内联函数一般不是我们所期望的，它会将函数调用处用函数体替代，所以我建议在类体内部对成员函数作声明，而在类体外部进行定义，这是一种良好的编程习惯，实际开发中大家也是这样做的。

当然，如果你的函数比较短小，希望定义为内联函数，那也没有什么不妥的。

如果你既希望将函数定义在类体外部，又希望它是内联函数，那么可以在定义函数时加 inline 关键字。当然你也可以在函数声明处加 inline，不过这样做没有效果，编译器会忽略函数声明处的 inline

构造函数

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#include <iostream>

using namespace std;

class Student{

private:

char *m_name;

int m_age;

float m_score;

public:

//声明构造函数

Student(char *name, int age, float score);

//声明普通成员函数

void show();

};

//定义构造函数

Student::Student(char *name, int age, float score){

m_name = name;

m_age = age;

m_score = score;

}

//定义普通成员函数

void Student::show(){

cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;

}

int main(){

//创建对象时向构造函数传参

Student stu("小明", 15, 92.5f);

stu.show();

//创建对象时向构造函数传参

Student *pstu = new Student("李华", 16, 96);

pstu -> show();

return 0;

}

该例在 Student 类中定义了一个构造函数Student(char *, int, float)，它的作用是给三个 private 属性的成员变量赋值。要想调用该构造函数，就得在创建对象的同时传递实参，并且实参由( )包围，和普通的函数调用非常类似。

在栈上创建对象时，实参位于对象名后面，例如Student stu("小明", 15, 92.5f)；在堆上创建对象时，实参位于类名后面，例如new Student("李华", 16, 96)。

构造函数必须是 public 属性的，否则创建对象时无法调用。当然，设置为 private、protected 属性也不会报错，但是没有意义。

构造函数没有返回值，因为没有变量来接收返回值，即使有也毫无用处，这意味着：

• 不管是声明还是定义，函数名前面都不能出现返回值类型，即使是 void 也不允许；

• 函数体中不能有 return 语句。

构造函数的重载

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和普通成员函数一样，构造函数是允许重载的。一个类可以有多个重载的构造函数，创建对象时根据传递的实参来判断调用哪一个构造函数。

构造函数的调用是强制性的，一旦在类中定义了构造函数，那么创建对象时就一定要调用，不调用是错误的。如果有多个重载的构造函数，那么创建对象时提供的实参必须和其中的一个构造函数匹配；反过来说，创建对象时只有一个构造函数会被调用。

默认构造函数

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如果用户自己没有定义构造函数，那么编译器会自动生成一个默认的构造函数，只是这个构造函数的函数体是空的，也没有形参，也不执行任何操作。比如上面的 Student 类，默认生成的构造函数如下：

Student(){}

一个类必须有构造函数，要么用户自己定义，要么编译器自动生成。

一旦用户自己定义了构造函数，不管有几个，也不管形参如何，编译器都不再自动生成。

实际上编译器只有在必要的时候才会生成默认构造函数，而且它的函数体一般不为空。默认构造函数的目的是帮助编译器做初始化工作，而不是帮助程序员。这是 C++的内部实现机制，这里不再深究，初学者可以按照上面说的“一定有一个空函数体的默认构造函数”来理解。

最后需要注意的一点是，调用没有参数的构造函数也可以省略括号。对于示例的代码，在栈上创建对象可以写作Student stu()或Student stu，在堆上创建对象可以写作Student *pstu = new Student()或Student *pstu = new Student，它们都会调用构造函数 Student()。

以前我们就是这样做的，创建对象时都没有写括号，其实是调用了默认的构造函数。

初始化列表

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构造函数的一项重要功能是对成员变量进行初始化，可以在构造函数的函数体中对成员变量一一赋值，还可以采用初始化列表。

#include <iostream>

using namespace std;

class Student{

private:

char *m_name;

int m_age;

float m_score;

public:

Student(char *name, int age, float score);

void show();

};

//采用初始化列表

Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){

//TODO:

}

如本例所示，定义构造函数时并没有在函数体中对成员变量一一赋值，其函数体为空（当然也可以有其他语句），而是在函数首部与函数体之间添加了一个冒号:，后面紧跟m_name(name), m_age(age), m_score(score)语句，这个语句的意思相当于函数体内部的m_name = name; m_age = age; m_score = score;语句，也是赋值的意思。

使用构造函数初始化列表并没有效率上的优势，仅仅是书写方便，尤其是成员变量较多时，这种写法非常简单明了。

注意，成员变量的初始化顺序与初始化列表中列出的变量的顺序无关，它只与成员变量在类中声明的顺序有关。

创建对象时系统会自动调用构造函数进行初始化工作，同样，销毁对象时系统也会自动调用一个函数来进行清理工作，例如释放分配的内存、关闭打开的文件等，这个函数就是析构函数。

析构函数

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析构函数（Destructor）也是一种特殊的成员函数，没有返回值，不需要程序员显式调用（程序员也没法显式调用），而是在销毁对象时自动执行。构造函数的名字和类名相同，而析构函数的名字是在类名前面加一个~符号。

注意：析构函数没有参数，不能被重载，因此一个类只能有一个析构函数。如果用户没有定义，编译器会自动生成一个默认的析构函数。

#include <iostream>

using namespace std;

class VLA{

public:

VLA(int len); //构造函数

~VLA(); //析构函数

public:

void input(); //从控制台输入数组元素

void show(); //显示数组元素

private:

int *at(int i); //获取第 i 个元素的指针

private:

const int m_len; //数组长度

int *m_arr; //数组指针

int *m_p; //指向数组第 i 个元素的指针

};

VLA::VLA(int len): m_len(len){ //使用初始化列表来给 m_len 赋值

if(len > 0){ m_arr = new int[len]; /分配内存/ }

else{ m_arr = NULL; }

}

VLA::~VLA(){

delete[] m_arr; //释放内存

}

void VLA::input(){

for(int i=0; m_p=at(i); i++){ cin>>*at(i); }

}

void VLA::show(){

for(int i=0; m_p=at(i); i++){

if(i == m_len - 1){ cout<<*at(i)<<endl; }

else{ cout<<*at(i)<<", "; }

}

}

int * VLA::at(int i){

if(!m_arr || i<0 || i>=m_len){ return NULL; }

else{ return m_arr + i; }

}