C++PrimerPlus第十章学习笔记——对象和类

素颜马尾好姑娘i 2022-06-17 14:10 339阅读 0赞

# 前言 #

此文为本人学习所做一些记录，仅做个人学习之用，加入了我的理解，如发现错误欢迎指正，邮箱：*lujialun99 A T gmail.com*。

# 过程性编程和面向对象编程（OOP） #

*  过程性编程首先要考虑要遵循的步骤，然后考虑如何表示这些数据。
 *  OOP首先考虑数据，如何表示数据，如何使用数据

采用OOP时，首先从用户角度考虑对象——描述对象所需的数据以及描述用户与数据交互所需的操作，完成对接口的描述后，需要确定如何实现接口和数据存储，最后使用新的设计方案创建出程序。

# 抽象和类 #

抽象是把现实的对象属性转化成数据映射到类上，抽象是通往用户定义类型的捷径，用户定义类型指的是实现抽象接口的类设计。

## 类型是什么 ##

基本类型完成了以下三项工作：  
\- 决定数据对象所占的内存  
\- 决定如何解释内存中的位（long和float占的位数相同解释不同）  
\- 决定可使用数据对象执行的操作或方法

内置类型有关的操作信息已经被内置到编译器中了，而自定义的类型则必须自己提供这些类型。

## C++中的类 ##

类是一种将抽象转换为用户定义类型的C++工具，它将数据表示和操纵数据的方法组合成一个整洁的包。一个规范的类由两个部分组成：

1.  类声明：以数据成员的方式描述数据部分，以成员函数（方法）的方式描述公共接口。——蓝图
2.  类方法定义：描述如何实现类成员函数。——细节

### 接口是什么 ###

接口是一个共享框架，供两个系统交互时使用。对于类而言，我们叫公共接口，public是使用类的程序，交互系统由类对象组成，而接口由编写类的人提供的方法组成。接口让程序员能够编写与类对象交互的代码，从而让程序能够使用类对象。

C++程序员将接口（类定义）放在头文件中，将实现放在源代码文件中。

//类声明示例
    // stock00.h -- Stock class interface
    // version 00
    #ifndef STOCK00_H_
    #define STOCK00_H_
    
    #include <string>  
    
    class Stock  // class declaration
    {
    private: 
        std::string company;
        long shares;
        double share_val;
        double total_val;
        void set_tot() { total_val = shares * share_val; }
    public:
        void acquire(const std::string & co, long n, double pr);
        void buy(long num, double price);
        void sell(long num, double price);
        void update(double price);
        void show();
    };    // note semicolon at the end
    
    #endif

### 访问控制 ###

*  public：使用类对象的程序都可以直接访问，提供了程序和对象的接口
 *  private：默认访问控制，只能通过公有成员函数或友元函数访问，这叫数据隐藏
 *  protected：跟继承有关，13章讨论

类设计尽可能将公有接口与实现细节分开。公有接口表示设计的抽象组件。将实现细节放在一起并将它们与抽象分开被称为封装。数据隐藏是一种封装；将类函数定义和类声明放在不同的文件中是另一种封装。

数据隐藏不仅可以防止直接访问数据，还让开发者（类的用户）无需了解数据是如何被表示的。修改时直接对实现细节进行修改而无需修改程序接口，这是程序维护起来更容易。

## 实现类成员函数 ##

*  定义成员函数时，使用作用域解析运算符（::）来标识函数所属的类；
 *  类方法可以访问类的private组件

void Stock::update(double price)

### 内联方法 ###

定义位于类声明中的函数都将自动成为内联方法，比如上面的Stock::set\_tot()。类声明常将短小的成员函数作为内联函数。

也可以在类声明之外定义内联函数，只需要在实现方法的时候在前面加上inline即可，这种方式与前面的方式等价。

内联函数要求每个使用它们得文件都对其进行定义，所以直接将内联定义放在定义类的头文件中是最简单的方法。

### 对象与方法调用 ###

每个新对象都有自己的存储空间，用于存储其内部变量和类成员；但同一个类的所有对象共享同一组方法，即每种方法只有一个副本。在OOP中，调用成员函数被称为发送消息。

![Markdown][]

## 小结 ##

类设计的第一步是提供类声明。类声明类似结构声明，可以包括数据成员和函数成员。声明为私有部分的成员只能通过成员函数访问，声明为共有部分的成员可被使用类对象的程序直接访问。通常数据成员放在私有部分，成员函数放在公有部分。

公有部分的内容构成了设计的抽象部分——抽象接口。将数据封装到私有部分中可以保护数据的完整性，这被称为数据隐藏。C++

类设计的第二步是实现类成员函数。

# 类的构造函数和析构函数 #

## 构造函数 ##

构造函数名称与类名相同，没有返回值和返回类型，专门用于构造新对象，将值赋给它们的数据成员。

//下面是一个例子，还使用了默认值
    Stock::Stock(const std::string & co, long n=0, double pr=0.0)

**注意：构造函数的参数名不要与类的成员变量名同名，否则会造成混乱。**

构造函数有两种方式来初始化对象，第一种方式是显示地调用构造函数：

Stock food = Stock("World Cabbge",250,1.25);

另一种是隐式地调用构造函数：

Stock food("World Cabbge",250,1.25);

使用new时也要调用：

Stock *p=new Stock("World Cabbge",250,1.25);

### 默认构造函数 ###

如果没有提供构造函数，C++将自动提供默认构造函数。如：

Stock stock(){ }

默认构造函数无参数，因为声明中无值。如果定义了非默认构造函数，还想在程序中使用默认构造函数，则必须显示提供默认构造函数。

定义默认构造函数有两种：  
1. 给已有默认构造函数提供所有参数提供默认值  
2. 构造一个没有参数的构造函数

隐式地调用默认构造函数时不要使用圆括号。

## 析构函数 ##

如果创建的是静态存储类对象，则其析构函数将在程序结束时自动被调用；

如果创建的是自动存储类对象，则其析构函数将在程序执行玩代码块时自动被调用。

如果对象是通过new创建的，则它将驻留在栈内存或自由存储区中，当使用delete来释放内存时，则其析构函数将自动被调用。

如果构造函数使用了new，则必须提供使用delete的析构函数。

## 成员函数 ##

为了保证函数不会修改调用对象，C++的解决方法是将const关键字放在括号后面：

void show() const;

只要类方法不修改调用对象，就应将其声明为const。

# this指针 #

this指针指向用来调用成员函数的对象（this被作为隐藏参数传递给方法），所有类方法都将this设置为调用它的对象的地址。如果方法需要调用整个对象，则可以用表达式\*this。

> 此处省略了一大段内容。

# 对象数组 #

对象数组用来创建同一个类的多个对象。

Stock mybuffer[3]={
        Stock("Name",12.5 20),
        Stock("Nam",13 21),
        Stock("Na",14.5 21)
    };

初始化对象数组的方案是，首先使用默认构造函数创建数组元素，然后花括号中的构造函数将创建临时对象，然后将临时对象的内容复制到相应的元素中。因此，要创建类对象数组，这个类必须有默认构造函数。

# 类作用域 #

在类中定义的名称作用域为整个类。定义类成员函数时必须使用作用域解析符::

void Stock::update(double price)
    {
    ···
    }

## 作用域为类的常量 ##

下面这种创建常量的方法是错误的：

class Stock
    {
        
    private:
        const int a=3;
        int b[a];
    }

因为声明类知识描述了对象的形式，并没有创建对象，因此在创建对象之前，将没有用于存储至的空间。

下面这两种方法适用于所有情况：

1.  枚举，枚举符号只是一个符号
2.  static，静态变量存储在静态区而不是存储在对象中

## 作用域内枚举 ##

传统枚举定义的枚举可能发生冲突：

enum a{Xiaohong,Xiaoming};
    
    enum b{Xiaohong,Xiaoming};

C++11提供作用域为类的枚举。

enum class a{
        Xiaohong,Xiaoming};
    
    enum class b{
        Xiaohong,Xiaoming};

使用时用枚举名来限定枚举量：

a A = a::Xiaohong;
    b B = b::Xiaohong;
    
    enum class b{
        Xiaohong,Xiaoming};

C++11枚举类型不能隐式转换为整型，必须强制转换。

# 抽象数据类型（简述） #

抽象数据类型（abstract data type，ADT）以通用方式描述数据类型，而没有引入语言实现细节。公有成员函数接口提供了ADT描述的服务，类的私有部分和类方法的代码提供了实现，这些实现了对客户的隐藏。

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