前言
人生如逆旅,我亦是行人。
类和对象是 C++ 的重要特性,它们使得 C++ 成为面向对象的编程语言,可以用来开发中大型项目。 |
类是创建对象的模板,一个类可以创建多个对象(就像一个皇帝有多个嫔妃一样);创建对象的过程叫类的实例化 。每个对象都是类的一个具体实例(Instance
),拥有类的成员变量和成员函数。
其他称呼:
- 类的成员变量称为类的属性(
Property
);- 类的成员函数称为类的方法(
Method
);
在面向对象的编程语言中,经常把函数(
Function
)称为方法(Method
)。
与结构体一样,类只是一种复杂数据类型的声明,不占用内存空间。而对象是类这种数据类型的一个变量,或者说是通过类这种数据类型创建出来的一份实实在在的数据,所以占用内存空间。
一、类的定义
类是用户自定义的类型,如果程序中要用到类,必须提前说明,或者使用已存在的类(别人写好的类、标准库中的类等),C++语法本身并不提供现成的类的名称、结构和内容。
-
一个简单的类的定义:
class
是 C++ 中新增的关键字,专门用来定义类。Student
是类的名称;类名的首字母一般大写,以和其他的标识符区分开。{ }
内部是类所包含的成员变量和成员函数,它们统称为类的成员(Member
);由{ }
包围起来的部分有时也称为类体,和函数体的概念类似。public
也是 C++ 的新增关键字,它只能用在类的定义中,表示类的成员变量或成员函数具有“公开”的访问权限。 -
警告:
注意:在类定义的最后有一个分号 ; ,它是类定义的一部分,表示类定义结束了,不能省略。 |
整体上讲,上面的代码创建了一个 Student
类,它包含了 3 个成员变量和 1 个成员函数。
类可以理解为一种新的数据类型,该数据类型的名称是 Student
。与 char、int、float
等基本数据类型不同的是,Student
是一种复杂数据类型,可以包含基本类型,而且还有很多基本类型中没有的特性。
二、创建对象
- 有了
Student
类后,就可以通过它来创建对象了,例如:
Student wangzhen; //创建对象
Student
是类名,wangzhen
是对象名。这和使用基本类型定义变量的形式类似:
int a; //定义整型变量
- 从这个角度考虑,我们可以把
Student
看做一种新的数据类型,把wangzhen
看做一个变量。 - 在创建对象时,class 关键字可要可不要,但是我们一般不是使用去加 class,例如:
class Student wangzhen; //正确
Student wangzhen; //同样正确
- 除了创建单个对象时,还可以创建对象数组:
Student all_students[100]; //创建所有学生
- 该语句创建了一个 all_students 数组,它拥有100个元素,每个元素都是 Student 类型的对象。
三、访问类的成员
创建对象以后,可以使用点号 .
来访问成员变量和成员函数,这和通过结构体变量来访问它的成员类似,如下所示:
运行结果:
wangzhen的年龄是20,成绩是100.2
四、使用对象指针
C语言中经典的指针在 C++ 中仍然广泛使用,尤其是指向对象的指针,没有它就不能实现某些功能。
上面代码中创建的对象 stu
在栈上分配内存,需要使用 &
获取它的地址,例如:
Student stu;
Student *pStu = &stu;
pStu
是一个指针,它指向 Student
类型的数据,也就是通过 Student
创建出来的对象。
当然,你也可以在堆上创建对象,这个时候就需要使用前面讲到的new
关键字,例如:
Student *pStu = new Student;
在栈上创建出来的对象都有一个名字,比如 stu,使用指针指向它不是必须的。但是通过 new 创建出来的对象就不一样了,它在堆上分配内存,没有名字,只能得到一个指向它的指针,所以必须使用一个指针变量来接收这个指针,否则以后再也无法找到这个对象了,更没有办法使用它。也就是说,使用 new 在堆上创建出来的对象是匿名的,没法直接使用,必须要用一个指针指向它,再借助指针来访问它的成员变量或成员函数。
栈内存是程序自动管理的,不能使用 delete 删除在栈上创建的对象;堆内存由程序员管理,对象使用完毕后可以通过 delete 删除。在实际开发中,new 和 delete 往往成对出现,以保证及时删除不再使用的对象,防止无用内存堆积。
有了对象指针后,可以通过箭头->
来访问对象的成员变量和成员函数,这和通过结构体指针来访问它的成员类似,请看下面的示例:
总结:
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。