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C++ 中的类（class）和对象（object）

article 2025/2/1 13:01:01

在 C++ 中，类（class）和对象（object）是面向对象编程（OOP）的核心概念。类是一种用户自定义的数据类型，它将数据（成员变量）和操作这些数据的函数（成员函数）封装在一起。对象则是类的实例，通过创建对象可以使用类中定义的成员变量和成员函数。下面详细介绍 C++ 中类和对象的相关知识。

1. 类的定义

类的定义使用 class 关键字，其基本语法如下：

class 类名 {
    // 访问修饰符：public、private、protected
    public:
        // 公有成员，外部可以直接访问
        // 成员变量
        数据类型 成员变量名;
        // 成员函数声明
        返回类型 成员函数名(参数列表);

    private:
        // 私有成员，外部不能直接访问，只能通过公有成员函数访问
        数据类型 成员变量名;

    protected:
        // 受保护成员，在派生类中可以访问
        数据类型 成员变量名;
};  // 注意这里的分号不能省略

示例代码：

#include <iostream>

// 定义一个名为 Person 的类
class Person {
public:
    // 公有成员变量
    std::string name;
    int age;

    // 公有成员函数，用于显示信息
    void displayInfo() {
        std::cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << std::endl;
    }
};

2. 对象的创建和使用

定义好类之后，就可以创建该类的对象，并使用对象来访问类的成员变量和成员函数。创建对象的语法如下：

类名 对象名;

示例代码：

#include <iostream>

class Person {
public:
    std::string name;
    int age;

    void displayInfo() {
        std::cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 创建 Person 类的对象
    Person person1;

    // 访问对象的成员变量并赋值
    person1.name = "张三";
    person1.age = 20;

    // 调用对象的成员函数
    person1.displayInfo();

    return 0;
}

3. 构造函数和析构函数

构造函数：是一种特殊的成员函数，用于在创建对象时初始化对象的成员变量。构造函数的名称与类名相同，没有返回类型。
析构函数：也是一种特殊的成员函数，用于在对象销毁时进行一些清理工作。析构函数的名称是在类名前加上波浪号 ~，同样没有返回类型。

示例代码：

#include <iostream>

class Person {
public:
    std::string name;
    int age;

    // 构造函数
    Person(std::string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
        std::cout << "对象已创建" << std::endl;
    }

    // 析构函数
    ~Person() {
        std::cout << "对象已销毁" << std::endl;
    }

    void displayInfo() {
        std::cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 使用构造函数创建对象
    Person person("李四", 25);
    person.displayInfo();

    return 0;
}

4. 访问修饰符

C++ 中有三种访问修饰符：

public：公有成员可以在类的外部直接访问。
private：私有成员只能在类的内部访问，外部不能直接访问，通常通过公有成员函数来间接访问。
protected：受保护成员在类的内部和派生类中可以访问，外部不能直接访问。

示例代码：

#include <iostream>

class Person {
private:
    std::string name;
    int age;

public:
    // 构造函数
    Person(std::string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }

    // 公有成员函数，用于获取私有成员变量的值
    void displayInfo() {
        std::cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << std::endl;
    }
};

int main() {
    Person person("王五", 30);
    // 不能直接访问私有成员变量
    // person.name = "赵六";  // 错误
    person.displayInfo();

    return 0;
}

5. 成员函数的实现

成员函数可以在类的定义中直接实现，也可以在类的外部实现。在类的外部实现成员函数时，需要使用作用域解析运算符 ::。

示例代码：

#include <iostream>

class Person {
private:
    std::string name;
    int age;

public:
    Person(std::string n, int a);
    void displayInfo();
};

// 在类的外部实现构造函数
Person::Person(std::string n, int a) {
    name = n;
    age = a;
}

// 在类的外部实现成员函数
void Person::displayInfo() {
    std::cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << std::endl;
}

int main() {
    Person person("孙七", 35);
    person.displayInfo();

    return 0;
}