C++进阶之路:深入理解编程范式,从面向过程到面向对象(类与对象_上篇)

简介: C++进阶之路:深入理解编程范式,从面向过程到面向对象(类与对象_上篇)


何为面向过程,何为面向对象

面向过程(Object Oriented Programming,OOP)

面向过程(Procedure Oriented Programming,POP)是将程序视为一系列的过程或函数的集合。在面向过程的编程中,程序的执行流程主要由函数的调用和控制流语句(如条件语句和循环语句)组成。面向过程编程通常关注解决问题的步骤和操作,以过程或函数为单位进行组织和实现。这种编程范式适用于简单的、直接的问题和算法,它注重顺序性和线性执行,即按照特定的顺序执行一系列的函数。数据和函数之间的联系较弱,函数通常使用全局变量或参数传递数据。面向过程编程适用于程序结构相对简单、不需要过多协作和抽象的情况,它可以提供较好的性能和效率。

面向对象(Procedure Oriented Programming,POP)

面向对象(Object Oriented Programming,OOP)则是一种将事物分解成为一个个对象,然后由对象之间分工与合作的编程范式。在面向对象程序开发思想中,每一个对象都是功能中心,具有明确的分工。面向对象编程关注问题的本质,通过不同对象之间的调用和相互协作来解决问题。这种编程范式提供了高度的灵活性、可维护性和扩展性,适合处理复杂的程序设计和大型项目。

注意:不只有三个特性

类的引入

C++中的类与C中的结体的关系

  • C++兼容c中struct的用法
  • C++升级struct升级成了类

在C++中,类(Class)是一种用户定义的类型(User-Defined Type, UDT),它通常包含数据成员(通常称为类的属性或字段)和成员函数(通常称为类的方法或操作)。类允许我们创建具有共同属性和行为的对象

C++中的类与C语言中的结构体(Struct)在概念上有一些相似之处,但也存在显著的区别:

数据封装

在C++中,类的数据成员(属性)通常是私有的(尽管默认情况下是公有的,但程序员通常会选择将它们设为私有),这意味着只有类的成员函数(方法)可以直接访问这些数据。这种封装有助于隐藏类的内部状态,只暴露必要的接口给类的使用者。

相比之下,C语言的结构体通常没有封装性,它的成员都是公开的,可以被外部代码直接访问(不安全)

成员函数

C++的类可以包含成员函数,这些函数定义了对象可以执行的操作。

结构体在C语言中也可以包含函数指针,但这与C++的成员函数在概念和使用上有很大的不同。

继承和多态

C++的类支持面向对象编程的三大特性:封装、继承和多态。这意味着一个类可以继承另一个类的属性和方法,并且可以覆盖(或称为“重写”)父类的方法以实现多态。

C语言的结构体不支持这些特性。

构造函数和析构函数

C++的类可以有构造函数和析构函数,这些特殊的成员函数在对象创建和销毁时自动调用。它们用于初始化对象的状态和释放对象的资源。

C语言的结构体没有这样的机制。

总的来说,C++的类在功能上比C语言的结构体更强大和灵活。然而,从语法的角度来看,C++的类与C语言的结构体在定义上非常相似,因为类的成员(包括数据成员和成员函数)都是通过花括号{}和冒号:来定义的。这种相似性使得从C语言过渡到C++变得相对容易。

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。

注意:在继承和模板参数列表位置,struct和class也有区别

类的定义

class className
{
  // 类体:由成员函数和成员变量组成
};     // 一定要注意后面的分号

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。

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::

一般情况下,更建议采用第二种方式!

为什么?

当代码被分割到多个文件中书写时,这加强了代码的多个重要特性,这些特性通常被称为“软件设计的原则”或“代码的可维护性”。以下是一些主要的好处:

  1. 模块化和可重用性通过将代码划分为不同的模块或组件,每个模块负责特定的功能,这增强了代码的可重用性。这些模块可以被不同的项目或同一项目的不同部分重复使用。
  2. 可维护性:将代码分割到多个文件中可以使代码更容易被理解和维护。每个文件通常包含一个或一组紧密相关的功能,这有助于减少代码的复杂性并使得开发者能够更快速地找到并修改代码中的特定部分。
  3. 可读性:当代码被组织成多个文件时,每个文件通常都有明确的命名约定和用途描述,这使得其他开发者更容易理解代码的结构和目的
  4. 编译和链接效率:在大型项目中,将代码分割到多个文件中可以加快编译速度,因为编译器只需要重新编译那些已经修改过的文件,而不是整个项目。此外,链接器可以将这些单独编译的文件链接成一个可执行文件。
  5. 团队协作:当多个开发者在同一个项目上工作时,将代码分割到多个文件中可以更容易地进行版本控制和协作。每个开发者可以专注于自己的模块,而不需要担心其他人的代码。
  6. 可扩展性:通过将功能分散到多个模块中,可以更容易地添加新功能或修改现有功能,而不需要对整个项目进行大规模的修改。
  7. 安全性:在某些情况下,将敏感或重要的代码分割到单独的文件中可以提高代码的安全性。例如,可以将包含敏感数据的数据库连接代码放在一个单独的文件中,并限制对该文件的访问权限。
  8. 可测试性:将代码分割到模块中使得单元测试更加容易。开发者可以单独测试每个模块的功能,而不需要运行整个应用程序。

为了充分利用这些好处,开发者通常会遵循一些最佳实践,如使用头文件(.h.hpp)来声明类和函数的接口,并使用源文件(.cpp.cc)来实现这些接口。此外,开发者还会使用命名空间和类来进一步组织代码,并遵循一致的命名和编码规范。

3.成员变量命名规则的建议:

// 我们看看这个函数,是不是很僵硬?
class Date
{
public:
  void Init(int year)
  {
  // 这里的year到底是成员变量,还是函数形参?
  year = year;
  }
private:
  int year;
};

所以我们一般都建议这样书写,不容易混淆

{
public:
 void Init(int year)
 {
 _year = year;
 }
private:
 int _year;
};

或者这样

class Date
{
public:
 void Init(int year)
 {
 mYear = year;
 }
private:
 int mYear;
};

其他方式也可以的,主要看公司项目的要求。一般都是加个前缀或者后缀标识区分就行~

希望对你有帮助!加油!

若您认为本文内容有益,请不吝赐予赞同并订阅,以便持续接收有价值的信息。衷心感谢您的关注和支持!

目录
相关文章
|
9天前
|
设计模式 安全 编译器
【C++11】特殊类设计
【C++11】特殊类设计
29 10
|
14天前
|
C++
C++友元函数和友元类的使用
C++中的友元(friend)是一种机制,允许类或函数访问其他类的私有成员,以实现数据共享或特殊功能。友元分为两类:类友元和函数友元。类友元允许一个类访问另一个类的私有数据,而函数友元是非成员函数,可以直接访问类的私有成员。虽然提供了便利,但友元破坏了封装性,应谨慎使用。
42 9
|
9天前
|
存储 编译器 C语言
【C++基础 】类和对象(上)
【C++基础 】类和对象(上)
|
17天前
|
编译器 C++
【C++】string类的使用④(字符串操作String operations )
这篇博客探讨了C++ STL中`std::string`的几个关键操作,如`c_str()`和`data()`,它们分别返回指向字符串的const char*指针,前者保证以'\0'结尾,后者不保证。`get_allocator()`返回内存分配器,通常不直接使用。`copy()`函数用于将字符串部分复制到字符数组,不添加'\0'。`find()`和`rfind()`用于向前和向后搜索子串或字符。`npos`是string类中的一个常量,表示找不到匹配项时的返回值。博客通过实例展示了这些函数的用法。
|
17天前
|
存储 C++
【C++】string类的使用③(非成员函数重载Non-member function overloads)
这篇文章探讨了C++中`std::string`的`replace`和`swap`函数以及非成员函数重载。`replace`提供了多种方式替换字符串中的部分内容,包括使用字符串、子串、字符、字符数组和填充字符。`swap`函数用于交换两个`string`对象的内容,成员函数版本效率更高。非成员函数重载包括`operator+`实现字符串连接,关系运算符(如`==`, `<`等)用于比较字符串,以及`swap`非成员函数。此外,还介绍了`getline`函数,用于按指定分隔符从输入流中读取字符串。文章强调了非成员函数在特定情况下的作用,并给出了多个示例代码。
|
17天前
|
C++
【C++】string类的使用④(常量成员Member constants)
C++ `std::string` 的 `find_first_of`, `find_last_of`, `find_first_not_of`, `find_last_not_of` 函数分别用于从不同方向查找目标字符或子串。它们都返回匹配位置,未找到则返回 `npos`。`substr` 用于提取子字符串,`compare` 则提供更灵活的字符串比较。`npos` 是一个表示最大值的常量,用于标记未找到匹配的情况。示例代码展示了这些函数的实际应用,如替换元音、分割路径、查找非字母字符等。
|
22天前
|
C++
【C++】日期类Date(详解)②
- `-=`通过复用`+=`实现,`Date operator-(int day)`则通过创建副本并调用`-=`。 - 前置`++`和后置`++`同样使用重载,类似地,前置`--`和后置`--`也复用了`+=`和`-=1`。 - 比较运算符重载如`>`, `==`, `<`, `<=`, `!=`,通常只需实现两个,其他可通过复合逻辑得出。 - `Date`减`Date`返回天数,通过迭代较小日期直到与较大日期相等,记录步数和符号。 ``` 这是236个字符的摘要,符合240字符以内的要求,涵盖了日期类中运算符重载的主要实现。
|
17天前
|
C++
C++】string类的使用③(修改器Modifiers)
这篇博客探讨了C++ STL中`string`类的修改器和非成员函数重载。文章介绍了`operator+=`用于在字符串末尾追加内容,并展示了不同重载形式。`append`函数提供了更多追加选项,包括子串、字符数组、单个字符等。`push_back`和`pop_back`分别用于在末尾添加和移除一个字符。`assign`用于替换字符串内容,而`insert`允许在任意位置插入字符串或字符。最后,`erase`函数用于删除字符串中的部分内容。每个函数都配以代码示例和说明。
|
17天前
|
安全 编译器 C++
【C++】string类的使用②(元素获取Element access)
```markdown 探索C++ `string`方法:`clear()`保持容量不变使字符串变空;`empty()`检查长度是否为0;C++11的`shrink_to_fit()`尝试减少容量。`operator[]`和`at()`安全访问元素,越界时`at()`抛异常。`back()`和`front()`分别访问首尾元素。了解这些,轻松操作字符串!💡 ```
|
17天前
|
存储 编译器 Linux
【C++】string类的使用②(容量接口Capacity )
这篇博客探讨了C++ STL中string的容量接口和元素访问方法。`size()`和`length()`函数等价,返回字符串的长度;`capacity()`提供已分配的字节数,可能大于长度;`max_size()`给出理论最大长度;`reserve()`预分配空间,不改变内容;`resize()`改变字符串长度,可指定填充字符。这些接口用于优化内存管理和适应字符串操作需求。