【C++成长记】C++入门 | 类和对象(上) |面向过程和面向对象初步认识、类的引入、类的定义、类的访问限定符及封装

简介: 【C++成长记】C++入门 | 类和对象(上) |面向过程和面向对象初步认识、类的引入、类的定义、类的访问限定符及封装

一、面向过程和面向对象初步认识

C语言是面向过程的,关注的是过程,分析出求解问题的步骤,通过函数调用逐步解决问题。

C++是基于面向对象的,关注的是对象,将一件事情拆分成不同的对象,靠对象之间的交互完成。

 


 面向对象的概念:

面向对象(Object-Oriented Programming,OOP)是一种编程思想,它以对象为基础来设计和构建软件系统。在面向对象编程中,对象是核心概念,它代表现实世界中的实体或概念,并具有属性(数据)和方法(操作数据的函数)。

面向对象编程的主要特点包括封装、继承、多态和抽象。封装隐藏了对象的内部实现,只提供有限的接口与外界交互;继承允许一个类继承另一个类的特性,实现代码复用;多态让不同类的对象能够以统一的方式被处理;抽象则是对现实世界的简化,以便于理解和建模。

面向对象编程的优势在于提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性,使软件系统更加符合现实世界的需求和逻辑。

二、类的引入

C语言结构体中只能定义变量,在C++中,结构体内不仅可以定义变量,也可以定义函数。

比如:

在数据结构中,用C语言方式实现的栈,结构体中只能定义变量;现在以C++方式实现,

会发现struct中也可以定义函数。

typedef int DataType;
struct Stack
{
 void Init(size_t capacity)
 {
 _array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
 if (nullptr == _array)
 {
 perror("malloc申请空间失败");
 return;
 }
 _capacity = capacity;
 _size = 0;
 }
 void Push(const DataType& data)
 {
 // 扩容
 _array[_size] = data;
 ++_size;
 }
 DataType Top()
 {
return _array[_size - 1];
 }
 void Destroy()
 {
 if (_array)
 {
 free(_array);
 _array = nullptr;
 _capacity = 0;
 _size = 0;
 }
 }
 DataType* _array;
 size_t _capacity;
 size_t _size;
};
int main()
{
 Stack s;
 s.Init(10);
 s.Push(1);
 s.Push(2);
 s.Push(3);
 cout << s.Top() << endl;
 s.Destroy();
 return 0;
}

上面结构体的定义,在C++中更喜欢用class来代替。

三、类的定义

class为定义类的关键字,ClassName为类的名字,{}中为类的主体,注意类定义结束时后面

号不能省略

类体中内容称为类的成员:类中的变量称为类的属性成员变量; 类中的函数称为类的方法或者

成员函数

类的两种定义方式:

1. 声明和定义全部放在类体中,需注意:成员函数如果在类中定义,编译器可能会将其当成

联函数处理。

#include<iostream>
 
class MyClass {
public:
    // 成员函数声明和定义
    void printHello() {
        std::cout << "Hello, World!"<< std::endl;
    }
 
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};
 
int main() {
    MyClass obj;
    obj.printHello(); // 输出 "Hello, World!"
    int sum = obj.add(1, 2); // sum = 3
    std::cout << "Sum: "<< sum<< std::endl;
    return 0;
}

在这个示例中,`MyClass` 类包含两个成员函数:`printHello()` 和 `add()`。这两个函数的声明和定义都放在类体内。当编译器看到这些成员函数的定义时,它们可能会被视为内联函数,从而提高程序的性能。然而,这也可能导致代码膨胀,因此在实际编程中需要权衡利弊。

2. 类声明放在.h文件中,成员函数定义放在.cpp文件中,注意:成员函数名前需要加类名::

myclass.h 文件:

#ifndef MYCLASS_H
#define MYCLASS_H
 
class MyClass {
public:
    // 成员函数声明
    void printHello();
    int add(int a, int b);
};
 
#endif // MYCLASS_H

myclass.cpp 文件:

#include "myclass.h"
#include<iostream>
 
// 成员函数定义
void MyClass::printHello() {
    std::cout << "Hello, World!"<< std::endl;
}
 
int MyClass::add(int a, int b) {
    return a + b;
}

main.cpp 文件:

#include "myclass.h"
 
int main() {
    MyClass obj;
    obj.printHello(); // 输出 "Hello, World!"
    int sum = obj.add(1, 2); // sum = 3
    std::cout << "Sum: "<< sum<< std::endl;
    return 0;
}

在这个示例中,MyClass 类的声明放在了 myclass.h 文件中,而成员函数的定义放在了myclass.cpp 文件中。这样可以避免头文件中的重复包含,同时也有助于代码的模块化和组织。在 main.cpp 文件中,我们只需要包含 myclass.h 头文件,即可使用 MyClass 类的功能。

四、类的访问限定符及封装

  • 访问限定符

C++实现封装的方式:用类将对象的属性与方法结合在一块,让对象更加完善,通过访问权限选

择性的将其接口提供给外部的用户使用。

【访问限定符说明】  

  1. public修饰的成员在类外可以直接被访问
  2. protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)
  3. 访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止
  4. 如果后面没有访问限定符,作用域就到 } 即类结束
  5. class的默认访问权限为private,struct为public(因为struct要兼容C)

注意:访问限定符只在编译时有用,当数据映射到内存后,没有任何访问限定符上的区别

问题:C++中struct和class的区别是什么?

C++需要兼容C语言,所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来

定义类。和class定义类是一样的,区别是struct定义的类默认访问权限是public,class定义的

类默认访问权限是private。

  • 封装

面向对象的三大特性:封装、继承、多态。

封装:将数据和操作数据的方法进行有机结合,隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口来

和对象进行交互。

封装本质上是一种管理,让用户更方便使用类

在C++语言中实现封装,可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合,通过访问权限来

隐藏对象内部实现细节,控制那些方法可以在类外部直接被使用

❤️结语:

本次精彩内容已圆满结束!希望各位读者在阅读过程中能够收获满满。在此,特别感谢各位读者的支持与三连赞。如果文章中存在任何问题或不足之处,欢迎在评论区留言,蜗牛必定会认真对待并加以改进,以便为大家呈现更优质的文章。你们的支持与鼓励,将是博主不断前进的最大动力。再次感谢大家的陪伴与支持!

相关文章
|
1天前
|
编译器 C语言 C++
类和对象的简述(c++篇)
类和对象的简述(c++篇)
|
1月前
|
C++ 芯片
【C++面向对象——类与对象】Computer类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个简单的Computer类,含有数据成员芯片(cpu)、内存(ram)、光驱(cdrom)等等,以及两个公有成员函数run、stop。只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制,用于保护类的数据不被外部随意修改。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。成员可以在派生类(继承该类的子类)中访问。成员,在类的外部不能直接访问。可以在类的外部直接访问。为了完成本关任务,你需要掌握。
68 19
|
1月前
|
存储 编译器 数据安全/隐私保护
【C++面向对象——类与对象】CPU类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个CPU类,包含等级(rank)、频率(frequency)、电压(voltage)等属性,以及两个公有成员函数run、stop。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。​ 相关知识 类的声明和使用。 类的声明和对象的声明。 构造函数和析构函数的执行。 一、类的声明和使用 1.类的声明基础 在C++中,类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员,包括数据成员(变量)和成员函数(方法)。一个简单的类声明示例如下: classMyClass{ public: int
50 13
|
1月前
|
编译器 数据安全/隐私保护 C++
【C++面向对象——继承与派生】派生类的应用(头歌实践教学平台习题)【合集】
本实验旨在学习类的继承关系、不同继承方式下的访问控制及利用虚基类解决二义性问题。主要内容包括: 1. **类的继承关系基础概念**:介绍继承的定义及声明派生类的语法。 2. **不同继承方式下对基类成员的访问控制**:详细说明`public`、`private`和`protected`继承方式对基类成员的访问权限影响。 3. **利用虚基类解决二义性问题**:解释多继承中可能出现的二义性及其解决方案——虚基类。 实验任务要求从`people`类派生出`student`、`teacher`、`graduate`和`TA`类,添加特定属性并测试这些类的功能。最终通过创建教师和助教实例,验证代码
50 5
|
1月前
|
存储 算法 搜索推荐
【C++面向对象——群体类和群体数据的组织】实现含排序功能的数组类(头歌实践教学平台习题)【合集】
1. **相关排序和查找算法的原理**:介绍直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序和顺序查找的基本原理及其实现代码。 2. **C++ 类与成员函数的定义**:讲解如何定义`Array`类,包括类的声明和实现,以及成员函数的定义与调用。 3. **数组作为类的成员变量的处理**:探讨内存管理和正确访问数组元素的方法,确保在类中正确使用动态分配的数组。 4. **函数参数传递与返回值处理**:解释排序和查找函数的参数传递方式及返回值处理,确保函数功能正确实现。 通过掌握这些知识,可以顺利地将排序和查找算法封装到`Array`类中,并进行测试验证。编程要求是在右侧编辑器补充代码以实现三种排序算法
40 5
|
1月前
|
Serverless 编译器 C++
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】计算图像面积(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求设计一个矩形类、圆形类和图形基类,计算并输出相应图形面积。相关知识点包括纯虚函数和抽象类的使用。 **目录:** - 任务描述 - 相关知识 - 纯虚函数 - 特点 - 使用场景 - 作用 - 注意事项 - 相关概念对比 - 抽象类的使用 - 定义与概念 - 使用场景 - 编程要求 - 测试说明 - 通关代码 - 测试结果 **任务概述:** 1. **图形基类(Shape)**:包含纯虚函数 `void PrintArea()`。 2. **矩形类(Rectangle)**:继承 Shape 类,重写 `Print
48 4
|
1月前
|
设计模式 IDE 编译器
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】编写教学游戏:认识动物(头歌实践教学平台习题)【合集】
本项目旨在通过C++编程实现一个教学游戏,帮助小朋友认识动物。程序设计了一个动物园场景,包含Dog、Bird和Frog三种动物。每个动物都有move和shout行为,用于展示其特征。游戏随机挑选10个动物,前5个供学习,后5个用于测试。使用虚函数和多态实现不同动物的行为,确保代码灵活扩展。此外,通过typeid获取对象类型,并利用strstr辅助判断类型。相关头文件如&lt;string&gt;、&lt;cstdlib&gt;等确保程序正常运行。最终,根据小朋友的回答计算得分,提供互动学习体验。 - **任务描述**:编写教学游戏,随机挑选10个动物进行展示与测试。 - **类设计**:基类
32 3
|
3月前
|
存储 编译器 C语言
【c++丨STL】string类的使用
本文介绍了C++中`string`类的基本概念及其主要接口。`string`类在C++标准库中扮演着重要角色,它提供了比C语言中字符串处理函数更丰富、安全和便捷的功能。文章详细讲解了`string`类的构造函数、赋值运算符、容量管理接口、元素访问及遍历方法、字符串修改操作、字符串运算接口、常量成员和非成员函数等内容。通过实例演示了如何使用这些接口进行字符串的创建、修改、查找和比较等操作,帮助读者更好地理解和掌握`string`类的应用。
89 2
|
3月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(下)(取地址运算符重载、深究构造函数、类型转换、static修饰成员、友元、内部类、匿名对象)
本文介绍了C++中类和对象的高级特性,包括取地址运算符重载、构造函数的初始化列表、类型转换、static修饰成员、友元、内部类及匿名对象等内容。文章详细解释了每个概念的使用方法和注意事项,帮助读者深入了解C++面向对象编程的核心机制。
156 5
|
3月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(中)(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)
本文深入探讨了C++类的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数和赋值重载。构造函数用于对象的初始化,析构函数用于对象销毁时的资源清理,拷贝构造函数用于对象的拷贝,赋值重载用于已存在对象的赋值。文章详细介绍了每个函数的特点、使用方法及注意事项,并提供了代码示例。这些默认成员函数确保了资源的正确管理和对象状态的维护。
170 4