类和面向对象

概念理解

日常生活中，我们会把一些事物进行分类，比如 动物、花、人、电器 等等

这些词汇都是抽象的，并不代表某一个具体的事物，这里以人来举例：

人 是一个抽象的概念

张三 是一个具体的人

在面向对象这种编程思想中，我们把这种抽象的概念用 类 来表达，把 类 的具体事物用 实例/对象 来表达。

类的创建和使用

类的创建

  • 语法：
class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为};
  • 例子：

设计一个人类

#include <iostream>
using namespace std;

class Person // 一般类的名字首字母使用大写(约定俗称的习惯)
{
public:              // 公共权限 （数据的使用权限，后面会详细解释）
    string p_name;   // 人名
    double p_weight; // 体重
    double p_height; // 身高

    void bmi() // 操作数据:计算bmi 体重/身高的平方
    {
        double bmi = p_weight / p_height * p_height;
        cout << "BMI为:" << bmi << endl;
    }

}; // 注意最后有一个英文分号

int main()
{

    return 0;
}
image-20240509102534738

在面向对象这种编程思想中，首先考虑的是数据以及数据的使用方法，组成数据的基本单元一般称为 属性，操作数据的方法一般称为 行为 。把属性和行为作为一个整体来表示某一类事物，这便是类的一个最大的特性——封装。封装的优势除了可以把属性和行为放在一起表现一类事物，还可以对属性和行为加上 权限 。

类的使用

类是一个抽象的概念，并不具体代表某个事物，因此在使用类的时候首先需要做的就是实例化具体的对象。

依旧以上面的代码为例

#include <iostream>
using namespace std;

class Person // 一般类的名字首字母使用大写(约定俗称的习惯)
{
public:              // 公共权限 （数据的使用权限，后面会详细解释）
    string p_name;   // 人名
    double p_weight; // 体重
    double p_height; // 身高

    void bmi() // 操作数据:计算bmi 体重/身高的平方
    {
        double bmi = p_weight / (p_height * p_height);
        cout << "BMI为:" << bmi << endl;
    }

}; // 注意最后有一个英文分号

int main()
{
    Person p;          // 实例化对象，取名为 p
    p.p_weight = 45.0; // 为实例对象属性赋值
    p.p_height = 1.73; // 为实例对象属性赋值
    p.bmi();           // 实例对象调用行为函数
    return 0;
}

类可以理解为一种新的数据类型，创建一个整型变量，代码是 int a; ，实例化某个类的具体对象时，也是如此。

Person p , 即 类名 对象名 ，这样就是创建出了一个具体的类的对象。

类中的属性可以通过点标记法来赋值，按照类属性的数据类型来赋值即可。

访问权限

访问权限有三个，分别是:

  • public：公共权限，成员类内可以访问，类外也可以访问
  • protected：保护权限，成员类内和派生类可以访问，类外不可以访问
  • private：私有权限，成员类内可以访问，类外不可以访问

这里提到一个词汇“成员”，所谓的“成员”是一个泛指的概念，用来表示类或对象所拥有的组成部分，比如属性可以叫做数据成员，类的行为可以叫做成员函数。

所谓的类内和类外表示的就是类的大括号，在大括号内即类内，大括号外就是类外。

在这三个权限中，protected 权限是比较特殊的，它是本身类内可以访问，类外不可以访问，但是如果是它的派生类也是可以访问的，后续在说明继承概念的时候会详细说明。

下面通过代码说明 public 和 private 。

#include <iostream>
using namespace std;

class Parrot // 鹦鹉类
{
public:
    string p_name; // 鹦鹉的名字

    void speak() // 鹦鹉的行为——说话
    {
        cout << "我叫" << p_name << endl; // 类内访问成员属性 p_name
    }
};

int main()
{
    Parrot d;          // 实例化一个 Parrot 对象
    d.p_name = "旺财"; // 属性赋值
    d.speak();         // 调用成员函数

    return 0;
}

在这段代码中，类 Parrot 的成员属性和成员函数都是在 public 权限下的，因此都可以不管类内、类外都是可以访问到的。


把代码稍作修改，给 `p_name` 添加私有权限: 
#include <iostream>
using namespace std;

class Parrot // 鹦鹉类
{
private:           // 私有权限
    string p_name; // 鹦鹉的名字

public:          // 公共权限
    void speak() // 鹦鹉的行为——说话
    {
        cout << "我叫" << p_name << endl; // 类内访问成员属性 p_name
    }
};

int main()
{
    Parrot d;          // 实例化一个 Parrot 对象
    d.p_name = "旺财"; // 属性赋值
    d.speak();         // 调用成员函数

    return 0;
}

运行结果：

image-20240509113936495

此时并不影响类内的成员函数使用它，但是这段代码中的d.p_name = "旺财"; 已经不能赋值了。因为私有权限类外是不可以访问的。


把程序中的 d.p_name = "旺财"; 注释掉:

#include <iostream>
using namespace std;

class Parrot // 鹦鹉类
{
private:           // 私有权限
    string p_name; // 鹦鹉的名字

public:          // 公共权限
    void speak() // 鹦鹉的行为——说话
    {
        cout << "我叫" << p_name << endl; // 类内访问成员属性 p_name
    }
};

int main()
{
    Parrot d; // 实例化一个 Parrot 对象
    // d.p_name = "旺财"; // 属性赋值
    d.speak(); // 调用成员函数

    return 0;
}

运行程序：

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得到这个结果是因为没有给属性赋值，speak() 成员函数是公共权限依旧可以在类外使用的。由于 p_name 并没有被赋值，string类型 在没赋值的情况下默认为空，因此 p_name 为空，最后只输出显示出了 我叫 。

注意：在类中定义属性、方法默认都是 private 权限

成员属性私有化

待更新...

Last Updated:
Contributors: leemiao