[C++知识库]C++ Primer Plus 学习笔记（七）

第10章 对象和类

1. 抽象和类

类包含一种对象所具备或者说需要的数据类型，以及使用这些数据的方法。

类的定义与声明和结构体的使用类似，只不过结构的成员默认访问类型是 public。类使用关键字 class 声明定义类对象。将方法的实现细节与抽象分开就是封装。数据隐藏(将数据放在类的私有部分)是一种封装，将实现细节放在私有部分也是一种封装。

类的成员函数和数据成员都可以在私有或公有部分声明，OOP 的目标之一是数据隐藏，因此数据一般放在私有部分。类的私有部分只有类的方法可以访问。

可以在类声明中省略关键字 private，类对象默认访问控制：

class World
{
    float mass;  // 默认 private
public：
    void tella(void);
    ...
};   

创建类对象时，World wd1；调用类对象的方法：wd1.tella()；

定义类的成员函数时，需要包含声明类的文件，要使用作用域解析运算符 :: 来指出函数所属的类：

void World::tella(void)
{
    ...
}

定义位于类声明中的函数，会自动成为内联函数：

class Stock
{
private:
    long shares;
    double share_val;
    double total_val;
    void set_tot() { total_val = shares * share_val; }  // 内联函数
    ...
};

也可以将定义放在类声明之外，定义时加 inline 限定符，将它变为内联函数。由于内联函数的特性，它是内部链接的，所以需要在每个使用它的文件中，都定义一遍，一般就放在头文件了。

每个类的新对象都有自己的储存空间，用于储存其内部变量和类成员；但同一个类的所有对象都共享同一组类方法。

2. 类的构造函数和析构函数

每个类都应该要构造函数和析构函数。不能像结构那样直接对类对象初始化，是因为类对象的数据一般都是私有的，无法通过类对象直接访问这些数据，必须通过成员函数来访问。而在类对象出了它们的作用域后，释放这些数据，也就同样需要析构函数来完成。

构造函数没有返回值，函数名跟类的名称相同。声明和定义格式如下：

Stock::Stock(const string & co, long n)
{
    ...
}

在使用构造函数时，一般由两种，显示和隐式调用。显式调用：Stock food = Stock("world Cabb", 252);? ? ?

隐式调用：Stock gar("Furry Mason", 50);

两种调用是等价的。调用构造函数初始化类对象也可以与 new 一起使用：

Stock *pstock = new Stock("Elec Game", 18);

对象无法像调用类方法一样调用构造函数，因为在构造函数调用之前是没有这个类对象的。

这种调用构造函数的方法有两种实现方式，由编译器决定哪种实现方式。第一种实现方式的行为与第二种调用方式相同，即直接创建对象gar并初始化。第二种实现方式是：先通过构造函数创建一个临时对象，然后将它复制到food中，然后调用析构函数，释放临时对象。

默认构造函数是在构造函数为提供参数时，用来创建类对象的。若类中未声明任何构造函数，C++会自动提供默认构造函数，但这个构造函数不做任何工作。调用这个构造函数相当于给这个类对象分配了一块内存，而这个内存里有什么时未确定的。

而在类声明中创建了构造函数，则C++不会自动创建默认构造函数，当需要默认构造函数时，需要设计人员自己提供默认构造函数。

定义默认构造函数有两种方式，一种时默认函数的形式，另一种是无参数的形式：

Stock(const string & co = "Eorro:, long n = 0);  // 默认函数
Stock();  // 无参数形式

默认构造函数只能有一个，不要同时采用上述两种。

Stock first("Concrete Con", 15);  // 调用构造函数
Stock second();  // 声明一个返回值是Stock的函数
Stock third;  // 调用默认构造函数

析构函数的定义与声明：

~Stock();

Stock::~Stock()
{
    ...
}

与构造函数一样，析构函数也与类同名，析构函数没有参数，在构造函数使用 new 时，析构函数的定义更有意义。若析构函数实际不执行什么有意义的操作，可以不声明和定义它，编译器会自动生成一个什么都不做的隐式析构函数。析构函数的调用时编译器自己决定，不应在代码中显示的调用它（也有例外）。

类对象可以直接通过 = 赋值，默认情况下，将每个类的数据成员复制到目标对象中：gar = food;

构造函数不止可以初始化类对象，也可以赋值：

Stock stock1;  // 调用默认构造函数
stock1 = Stock("Nifty Foods", 10);  // 赋值

构造函数创建临时对象，复制完后，调用析构函数释放临时对象。

C++11 支持列表初始化：

Stock hot_tip = {"Der Plus", 10};
Stock jock {"Sport Age"};
Stock temp {};  // 调用默认构造函数

只要大括号中的参数与构造函数的参数列表匹配。

const 成员函数表示，该成员函数不会改变调用它的类对象，声明定义的方法为：

void show() const;  // 声明
void Stock::show()  // 定义
{
    ...
}

这种成员函数是来对应 const 的类对象的。 const 放在成员函数的后面这种形式，是在类成员函数中才这么用。

4. this 指针

this 指针指向用来调用成员函数的对象，它作为隐藏的参数传递给了方法。实际上，每个成员函数（包括构造和析构函数）都有一个 this 指针，指向调用对象。方法后面由 const 限定， 则该方法的 this 指针也是 const 限定的。

5. 对象数组

声明类对象数组与声明标准类型数组相同：Stock myarr[4];

这种方式调用默认构造函数创建每个数组成员，每个数组成员都可以调用类方法。可以用构造函数初始化数组：

Stock stocks[10] = {
    Stock("NanoSmart", 10），
    Stock()
};

剩下的数组成员使用默认构造函数初始化。初始化类对象数组元素的过程是，首先使用默认构造函数创建数组元素，然后在花括号中的构造函数创建临时对象，将临时对象的内容复制到相应的元素中。因此，创建类对象数组，这个类必须要有默认构造函数。

6. 类作用域

在类中定义的名称(如类数据成员和类成员函数名)的作用域都为整个类，作用域为整个类的名称只在该类内可知，在类外是不可知的。因此，不同类可以有同名的类成员。

如果要创建作用域是类的常量，不能在类声明中，直接 const Months = 12;? ?

因为声明类只是描述了一种对象的形式，并不创建任何对象，也即不分配内存。

由下面两种方法，可以创建类作用域常量。第一种是创建枚举：

class Bakery
{
private:
    enum {Month = 12};
    ...

这种方式的枚举，并没有创建类数据成员，Month 只是一个符号名称，在作用域是整个类的代码中遇到了，编译器会用12替代它。

第二种方法是使用关键字 static：

class Bekery
{
private:
    static const int Month = 12;
    ...

虽然创建了一个 Month 常量，但是它与其他静态变量储存在一起，并不储存在类对象中。因此只有一个 Month 常量被所有类对象共享。

C++11 提供了作用域内枚举，可以这样避免同名冲突：

// 类声明中,可以用 struct 代替 class
enum class egg {Small, Medium, Large};
enum class t_shirt {Small, Medium, Large};

// 使用时
egg choice = egg::Large;
t_shirt Floyd = t_shirt::Large;

C++11 还提高了作用域内枚举的安全性，常规枚举可能在有些情况自动整型提升，而作用域枚举不允许隐式转换，但允许显示强制转换：

// 类声明中
enum egg_old {Small, Medium, Large};
enum class t_shirt {Small, Medium, large};

// 使用时
egg_old one = Medium;
t_shirt rolf = t_shirt::Large;
int king = one;  // one 由枚举类型隐式转换成 int
int ring = rolf;  // 非法
if (king < Large);  // 允许
if (king < t_shirt::Small);  // 非法
int Frodo = int (t_shirt::Large);  // 合法，Frodo设置为2