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C++面向对象编程：类与对象详解

news 2025/8/21 4:19:09

C++面向对象编程：类与对象详解

引言

面向对象编程（OOP）是现代编程的核心范式之一，它通过"对象"的概念来组织代码和数据。在C++中，类和对象是实现OOP的基础构建块。本文将全面讲解C++中类与对象的概念、语法和实际应用，帮助您建立坚实的面向对象编程基础。

从结构体到类

在C++中，类可以看作是结构体的扩展。两者关键区别在于默认访问权限：

// 结构体示例
struct Student {std::string name;  // 默认publicint age;float gpa;
};// 类示例
class Student {std::string name;  // 默认privateint age;float gpa;
};

类的基本概念

类的定义

class Rectangle {
private:double width, height;  // 私有成员public:// 构造函数Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}// 成员函数double area() const {return width * height;}// 访问器double getWidth() const { return width; }void setWidth(double w) { if(w > 0) width = w; }
};

访问修饰符

private: 仅类内可访问
protected: 类内和派生类可访问
public: 完全公开访问

对象的创建与使用

Rectangle rect(5.0, 3.0);  // 栈上创建
double a = rect.area();    // 调用成员函数// 动态创建
Rectangle* pRect = new Rectangle(4.0, 2.0);
delete pRect;  // 记得释放内存

类成员详解

成员变量

class Counter {
private:int count;            // 实例变量static int total;     // 静态变量const int MAX = 100;  // const成员public:Counter() : count(0) { total++; }
};int Counter::total = 0;  // 静态成员初始化

成员函数

class Circle {
private:double radius;public:// 类内定义double area() const { return 3.14159 * radius * radius; }// 类外定义void setRadius(double r);
};void Circle::setRadius(double r) {radius = r;
}

特殊成员函数

class Person {
private:std::string name;int age;public:// 构造函数Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {}// 析构函数~Person() { /* 清理资源 */ }// 拷贝构造函数Person(const Person& other) : name(other.name), age(other.age) {}
};

类的关系

组合关系

class Engine {
public:void start() { /*...*/ }
};class Car {
private:Engine engine;  // 组合
};

关联关系

class Student;class Course {
private:std::vector<Student*> students;  // 关联
};

银行账户系统示例

class BankAccount {
private:std::string accountNumber;double balance;std::vector<Transaction> history;  // 组合public:BankAccount(const std::string& accNum) : accountNumber(accNum), balance(0) {}void deposit(double amount) {balance += amount;recordTransaction("Deposit", amount);}// 其他成员函数...
};