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1.1 类的定义 类的作用是抽象事物#xff08;抽取事物特征#xff09;的规则。 类的外化表现是用户自定义的复合数据类型#xff08;包括成员变量、成员函数#xff09;#xff1a; 成员变量用于表达事物的属性#xff0c;成员函数用于表达事物的行为。 类的表现…1 类
1.1 类的定义 类的作用是抽象事物抽取事物特征的规则。 类的外化表现是用户自定义的复合数据类型包括成员变量、成员函数 成员变量用于表达事物的属性成员函数用于表达事物的行为。 类的表现力远比基本类型强大很多。 结构体(类) 和 变量(对象)
// clsbase_pre.cpp 结构体(类) 和 变量(对象)
#include iostream
#include cstring
using namespace std;
// 类: 抽取事物特征的规则
struct Human {int m_age;char m_name[256];
};
int main( void ) {Human h; // 申请内存空间(对象)h.m_age 22;strcpy( h.m_name, 张飞 );cout 姓名: h.m_name , 年龄: h.m_age endl;return 0;
}
1.2 类的一般形式 // clsbase.cpp 结构体(类) 和 变量(对象)
#include iostream
#include cstring
using namespace std;
// 类: 抽取事物特征的规则
// struct
class Human {
public:void setinfo( int age0, const char* name无名 ) { // 桥梁函数if( !strcmp(name, 小二) ) {cout 你才二呢 endl;return;}m_age age;strcpy( m_name, name ); }void getinfo( ) {cout 姓名: m_name , 年龄: m_age endl;}
private: int m_age;char m_name[256];
};
// 以上代码模拟类的设计者(标准库的类,第三方提供的类,自己设计的类)
// ------------------------
// 以下代码模拟类的使用者
int main( void ) {Human h; // 定义h (给h分配内存空间)// 在h所占据的内存空间中 定义m_age(给m_age分配内存空间),初值随机数// 在h所占据的内存空间中 定义m_name(给m_name分配内存空间),初值随机数cout h的大小: sizeof(h) endl; // 260h.setinfo( 22,张飞 ); h.setinfo( 22,小二 ); h.getinfo();
// h.m_age 22;
// strcpy( h.m_name, 张飞 );
// strcpy( h.m_name, 小二 );
// cout 姓名: h.m_name , 年龄: h.m_age endl;return 0;
}
1.3 访问控制限定符 public 公有成员类自己、子类、外部可以访问--谁都可以访问。 protected 保护成员类自己和子类可以访问。 private 私有成员类自己可以访问。 在C中类(class)和结构(struct)已没有本质性的差别唯一不同 类的缺省访问控制限定为私有(private) 结构的缺省访问控制限定为共有(public)。 访问控制限定符仅作用于类而非作用于对象。 对不同成员的访问控制限定加以区分体现了C作为面向对象程序设计语言的封装特性。 类是现实世界的抽象对象是类在虚拟世界的实例。
2 对象 对象的创建过程如下图。 3 成员函数形参--this
3.1 this指针理论 同一个类的不同对象各自拥有各自独立 的 成员变量。 同一个类的不同对象彼此共享同一份 成员函数。 在成员函数内部通过this指针来区分所访问的成员变量隶属于哪个对象。 除静态成员函数外类的每个成员函数都有一个隐藏的指针型形参名为this this形参指向调用该成员函数的对象一般称为this指针。 除静态成员函数外在类的成员函数内部对所有成员的访问都是通过this指针进行的。
// this.cpp 成员函数的形参 -- this
#include iostream
#include cstring
using namespace std;
// 当前程序中有两个对象(h/h2),每个对象中各有一份成员变量(m_age/m_name)共有两份成员变量,
// 成员函数只有一份
class Human {
public:void setinfo( /* Human* this */ int age0, const char* name无名 ) { // _ZN5Human7setinfoEiPKcthis-m_age age;strcpy( this-m_name, name ); }void getinfo( /* Human* this */ ) { // _ZN5Human7getinfoEvcout 姓名: this-m_name , 年龄: this-m_age endl;}
private: int m_age;char m_name[256];
};
// 以上代码模拟类的设计者(标准库的类,第三方提供的类,自己设计的类)
// ------------------------
// 以下代码模拟类的使用者
int main( void ) {Human h; // 定义h (给h分配内存空间)// 在h所占据的内存空间中 定义m_age(给m_age分配内存空间),初值随机数// 在h所占据的内存空间中 定义m_name(给m_name分配内存空间),初值随机数cout h的大小: sizeof(h) endl; // 260h.setinfo( 22,zhangfei ); // _ZN5Human7setinfoEiPKc( h, 22, zhangfei )h.getinfo(); // _ZN5Human7getinfoEv( h )Human h2; // 定义h2 (给h2分配内存空间)// 在h2所占据的内存空间中 定义m_age(给m_age分配内存空间),初值随机数// 在h2所占据的内存空间中 定义m_name(给m_name分配内存空间),初值随机数cout h2的大小: sizeof(h2) endl;h2.setinfo( 20, zhaoyun ); // _ZN5Human7setinfoEiPKc( h2, 20, zhaoyun)h2.getinfo(); // _ZN5Human7getinfoEv( h2 )return 0;
}
3.2 this指针的应用 1有时为了方便将类的成员变量与该类成员函数的参数取相同标识符(不好的编程习惯)这时在成员函数内部必须用this指针将二者加以区分。 2返回基于this指针的自引用以支持串联调用。 多数情况下程序员并不需要显示地使用this指针。
// hastothis.cpp 必须自己写this的情况
#include iostream
using namespace std;
class Integer {
public:void setinfo( /* Integer* this */ int i ) {this-i i; // (1)必须自己写this}void getinfo( /* Integer* this */ ) {cout /*this-*/i endl; // 编译器补this}Integer increment( /* Integer* this */ ) {/*this-*/i; // 编译器补thisreturn *this; // 返回基于this指针的自引用 (2)必须自己写this}
private:int i;
};
// 以上代码模拟类的设计者(标准库的类,第三方提供的类,自己设计的类)
// ------------------------
// 以下代码模拟类的使用者
int main( void ) {Integer ix;ix.setinfo(1000);ix.getinfo();ix.increment().increment().increment(); // 串联调用ix.getinfo();return 0;
}
4 常对象和常函数
4.1 常对象 被const关键字修饰的对象、对象指针、对象引用统称为常对象 const User user; const User* cptr user; const User cref user; 1在定义常对象时必须初始化 2常对象的成员属性不能进行更新 3常对象不能调用该对象中非常成员函数【非const函数】否则系统会报错误。 目的 防止非const成员函数修改常对象中的成员属性的值因为const成员函数是不 可以修改对象中成员属性的值。 4常对象的主要作用是【防止对常对象的成员属性的值进行修改】。 4.2 常(成员)函数 常函数 全称为 常成员函数。 普通成员函数才可能有常属性变为常成员函数即常函数。 在类成员函数的形参表之后函数体之前加上const关键字则该成员函数的this指针即具有常属性这样的成员函数被称为常函数 class 类名 { 返回类型 函数名 (形参表) const { 函数体; } }; 原型相同的成员函数常版本和非常版本构成重载 非常对象优先选择非常版本如果没有非常版本也能选择常版本 常对象只能选择常版本。 在常函数内部无法修改成员变量的值除非该成员变量被mutable关键字修饰。编译器会做去常转换见下列代码。
// usethis.cpp
// 常对象(被const修饰的对象、指针、引用) 和 非常对象(没有被const修饰的对象、指针、引用)
// 常函数(编译器补的this参数有const修饰) 和 非常函数(编译器补的this参数没有const修饰)
#include iostream
using namespace std;
class Integer {
public:void setinfo( /* Integer* this */ int i ) { // 非常函数m_i i; }void getinfo( /* Integer* this */ ) { // 非常函数cout 非常函数getinfo: m_i endl; }void getinfo( /* const Integer* this */ ) const { // 常函数const_castInteger*(this)-m_i 8888;cout 常函数getinfo: m_i endl;}
private:/*mutable*/ int m_i;
};
// 以上代码模拟类的设计者(标准库的类,第三方提供的类,自己设计的类)
// ------------------------
// 以下代码模拟类的使用者
int main( void ) {Integer ix; // ix是非常对象ix.setinfo(1000);ix.getinfo(); // getinfo(ix)--实参为Integer* 非常对象优先选择非常函数也可选择常函数const Integer cix ix; // cix是常对象cix.getinfo(); // getinfo(cix)--实参为const Integer* 常对象只能选择常函数不能选择非常函数Integer* pix ix; // pix是非常对象Integer rix ix; // rix是非常对象pix-getinfo(); // getinfo(pix)--实参为Integer*rix.getinfo(); // getinfo(rix)--实参为Integer*const Integer* pcix cix; // pcix是常对象const Integer rcix cix; // rcix是对象pcix-getinfo(); // getinfo(pcix)--实参为const Integer*rcix.getinfo(); // getinfo(rcix)--实参为const Integer*return 0;
} 注意 1普通成员函数才有常函数。C中构造函数静态成员函数析构函数全局成员函数都不能是常成员函数。 构造成员函数的用途是对对象初始化成员函数主要是用来被对象调用的如果构造 函数被设置成const就不能更改成员变量失去了其作为构造函数的意义。 同理析构函数要释放成员所以也不能声明常函数。 全局成员函数和静态成员函数static其函数体内部没有this指针所以也不能是常成员 函数。 2常函数中的this指针是常指针不能在常成员函数中通过this指针修改成员变量的值。 3非const对象可以调用常函数也能调用非常函数。但是常对象只能调用常函数不能调用非常函数常对象也包括常指针和常引用。 4函数名和形参表相同的常函数和非常函数构成重载关系此时常对象调用常函数非常对象调用非常函数。 练习题答案
// TwoDimensional.cpp 设计一个二维坐标系的 类
#include iostream
using namespace std;class TwoDimensional {
public:void setinfo( int x, int y ) {m_x x;m_y y;}void getinfo( /* TwoDimensional* this */ ) { // 非常函数cout 横坐标: m_x , 纵坐标: m_y endl;}void getinfo( /* const TwoDimensional* this */ ) const { // 常函数cout 横坐标: m_x , 纵坐标: m_y endl;}
private:int m_x; // 横坐标int m_y; // 纵坐标
};int main( void ) {TwoDimensional a; // 非常对象a.setinfo( 100, 300 );a.getinfo( );const TwoDimensional ca a; // ca是常对象ca.getinfo( );return 0;
}
