C++类与对象：面向对象编程实战指南

C++类与对象

通过清晰示例与最佳实践，掌握如何在C++中使用类和对象封装数据与行为。

为什么使用类？

前几课探讨了函数和变量。随着项目增长，将相关数据和操作分组对可维护性和清晰度至关重要。类让你将数据成员和成员函数捆绑为单一逻辑单元，实现面向对象编程（OOP）——现代C++设计的基石。

举例：房间

设想一个长方形房间。你需要存储其长度、宽度和高度，并计算面积和体积。用类可将这些紧密耦合：

class Room { 
public: 
    double length; 
    double breadth; 
    double height; 
    double calculateArea() { 
        return length * breadth; 
    } 
    double calculateVolume() { 
        return length * breadth * height; 
    } 
}; 

定义类

类用class关键字定义，后接类名和花括号包裹的主体，以分号结尾：

class ClassName { 
    // data members 
    // member functions 
}; 

上例中，Room是蓝图。内部变量称数据成员；函数称成员函数。

创建对象

定义类仅指定布局；不分配内存。对象是从蓝图创建的具体实例：

Room room1; // 单个对象 
Room room2, room3; // 一次声明多个对象 

对象可在任何位置实例化——函数内、其他类内或全局——只需遵守作用域规则。

访问成员

用点（.）运算符调用成员函数或访问数据成员：

room1.length = 5.5; 
double area = room1.calculateArea(); 

示例1：计算房间指标

#include <iostream> 
using namespace std; 
class Room { 
public: 
    double length; 
    double breadth; 
    double height; 
    double calculateArea() { 
        return length * breadth; 
    } 
    double calculateVolume() { 
        return length * breadth * height; 
    } 
}; 
int main() { 
    Room room1; 
    room1.length = 42.5; 
    room1.breadth = 30.8; 
    room1.height = 19.2; 
    cout << "Area of Room = " << room1.calculateArea() << endl; 
    cout << "Volume of Room = " << room1.calculateVolume() << endl; 
    return 0; 
} 

输出

Area of Room = 1309 
Volume of Room = 25132.8

封装：Public与Private

封装通过控制访问保护数据。声明为private的成员对外部不可见，只能通过公共成员函数访问。

class Test { 
private: 
    int a; 
    void function1() {} 
public: 
    int b; 
    void function2() {} 
}; 

下例中数据成员为私有，通过公共方法初始化：

#include <iostream> 
using namespace std; 
class Room { 
private: 
    double length; 
    double breadth; 
    double height; 
public: 
    void initData(double len, double brth, double hgt) { 
        length = len; 
        breadth = brth; 
        height = hgt; 
    } 
    double calculateArea() { 
        return length * breadth; 
    } 
    double calculateVolume() { 
        return length * breadth * height; 
    } 
}; 
int main() { 
    Room room1; 
    room1.initData(42.5, 30.8, 19.2); 
    cout << "Area of Room = " << room1.calculateArea() << endl; 
    cout << "Volume of Room = " << room1.calculateVolume() << endl; 
    return 0; 
} 

输出

Area of Room = 1309 
Volume of Room = 25132.8

延伸阅读

• C++构造函数
• 如何从函数传递和返回对象？

权威指南请参考ISO/IEC 14882:2023 C++标准或可信资源如cplusplus.com和cppreference.com。