關於C++類的定義和物件的建立詳解

编程帮發表於2021-09-25
C++物件

前言：

類和物件是 C++ 的重要特性，它們使得 C++ 成為物件導向的程式語言，可以用來開發中大型專案，本節重點講解類和物件的語法。

類是建立物件的模板，一個類可以建立多個物件，每個物件都是類型別的一個變數；建立物件的過程也叫類的例項化。每個物件都是類的一個具體例項（Instance），擁有類的成員變數和成員函式。

有些教程將類的成員變數稱為類的屬性（Property），將類的成員函式稱為類的方法（Method）。在物件導向的程式語言中，經常把函式（Function）稱為方法（Method）。

與結構體一樣，類只是一種複雜資料型別的宣告，不佔用記憶體空間。而物件是類這種資料型別的一個變數，或者說是透過類這種資料型別建立出來的一份實實在在的資料，所以佔用記憶體空間。

1、類的定義

類是使用者自定義的型別，如果程式中要用到類，必須提前說明，或者使用已存在的類（別人寫好的類、標準庫中的類等），C++語法本身並不提供現成的類的名稱、結構和內容。

一個簡單的類的定義：

class Student{
public:
    //成員變數
    char *name;
    int age;
    float score;
    //成員函式
    void say(){
        cout<<name<<"的年齡是"<<age<<"，成績是"<<score<<endl;
    }
};

class是 C++ 中新增的關鍵字，專門用來定義類。Student是類的名稱；類名的首字母一般大寫，以和其他的識別符號區分開。{ }內部是類所包含的成員變數和成員函式，它們統稱為類的成員（Member）；由{ }包圍起來的部分有時也稱為類體，和函式體的概念類似。public也是 C++ 的新增關鍵字，它只能用在類的定義中，表示類的成員變數或成員函式具有“公開”的訪問許可權，初學者請先忽略該關鍵字，

注意：在類定義的最後有一個分號;，它是類定義的一部分，表示類定義結束了，不能省略。
整體上講，上面的程式碼建立了一個 Student 類，它包含了 3 個成員變數和 1 個成員函式。

類只是一個模板（Template），編譯後不佔用記憶體空間，所以在定義類時不能對成員變數進行初始化，因為沒有地方儲存資料。只有在建立物件以後才會給成員變數分配記憶體，這個時候就可以賦值了。

類可以理解為一種新的資料型別，該資料型別的名稱是 Student。與 char、int、float 等基本資料型別不同的是，Student 是一種複雜資料型別，可以包含基本型別，而且還有很多基本型別中沒有的特性，以後大家會見到。

2、建立物件

有了 Student 類後，就可以透過它來建立物件了，例如：

Student liLei; //建立物件

Student是類名，liLei是物件名。這和使用基本型別定義變數的形式類似：

int a; //定義整型變數

從這個角度考慮，我們可以把 Student 看做一種新的資料型別，把 liLei 看做一個變數。

在建立物件時，class 關鍵字可要可不要，但是出於習慣我們通常會省略掉 class 關鍵字，例如：

lass Student LiLei; //正確
Student LiLei; //同樣正確

除了建立單個物件，還可以建立物件陣列：

tudent allStu[100];

該語句建立了一個 allStu 陣列，它擁有100個元素，每個元素都是 Student 型別的物件。

3、訪問類的成員

建立物件以後，可以使用點號.來訪問成員變數和成員函式，這和透過結構體變數來訪問它的成員類似，如下所示：

#include <iOStream>
using namespace std;
//類通常定義在函式外面
class Student{
public:
    //類包含的變數
    char *name;
    int age;
    float score;
    //類包含的函式
    void say(){
        cout<<name<<"的年齡是"<<age<<"，成績是"<<score<<endl;
    }
};
int main(){
    //建立物件
    Student stu;
    stu.name = "小明";
    stu.age = 15;
    stu.score = 92.5f;
    stu.say();
    return 0;
}

執行結果：

小明的年齡是15，成績是92.5

stu 是一個物件，佔用記憶體空間，可以對它的成員變數賦值，也可以讀取它的成員變數。

類通常定義在函式外面，當然也可以定義在函式內部，不過很少這樣使用。

4、使用物件指標

C語言中經典的指標在 C++ 中仍然廣泛使用，尤其是指向物件的指標，沒有它就不能實現某些功能。

上面程式碼中建立的物件 stu 在棧上分配記憶體，需要使用&獲取它的地址，例如：

tudent stu;
Student *pStu = &stu;

pStu 是一個指標，它指向 Student 型別的資料，也就是透過 Student 建立出來的物件。

當然，你也可以在堆上建立物件，這個時候就需要使用前面講到的new關鍵字（C++ new和delete運算子簡介），例如：

Student *pStu = new Student;

棧記憶體是程式自動管理的，不能使用 delete 刪除在棧上建立的物件；堆記憶體由程式設計師管理，物件使用完畢後可以透過 delete 刪除。在實際開發中，new 和 delete 往往成對出現，以保證及時刪除不再使用的物件，防止無用記憶體堆積。在棧上建立出來的物件都有一個名字，比如 stu，使用指標指向它不是必須的。但是透過 new 建立出來的物件就不一樣了，它在堆上分配記憶體，沒有名字，只能得到一個指向它的指標，所以必須使用一個指標變數來接收這個指標，否則以後再也無法找到這個物件了，更沒有辦法使用它。也就是說，使用 new 在堆上建立出來的物件是匿名的，沒法直接使用，必須要用一個指標指向它，再借助指標來訪問它的成員變數或成員函式。

（Stack）和堆（Heap）是 C/C++ 程式設計師必須要了解的兩個概念，我們已在《C語言記憶體精講》專題中進行了深入講解，相信你必將有所頓悟。

有了物件指標後，可以透過箭頭->來訪問物件的成員變數和成員函式，這和透過結構體指標來訪問它的成員類似，請看下面的示例：

pStu -> name = "小明";
pStu -> age = 15;
pStu -> score = 92.5f;
pStu -> say();
下面是一個完整的例子：
#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
public:
    char *name;
    int age;
    float score;
    void say(){
        cout<<name<<"的年齡是"<<age<<"，成績是"<<score<<endl;
    }
};
int main(){
    Student *pStu = new Student;
    pStu -> name = "小明";
    pStu -> age = 15;
    pStu -> score = 92.5f;
    pStu -> say();
    delete pStu;  //刪除物件
    return 0;
}

執行結果：

小明的年齡是15，成績是92.5

雖然在一般的程式中無視垃圾記憶體影響不大，但記得 delete 掉不再使用的物件依然是一種良好的程式設計習慣。

總結：

到此這篇關於C++類的定義和物件的建立詳解的文章就介紹到這了,更多相關C++類的定義和物件的建立內容請搜尋指令碼之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章。

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