C++ 类与对象实战指南：封装、构造函数、析构函数与访问控制

什么是类？

C++ 类是用户自定义数据类型，将数据及操作该数据的函数打包为单一实体。可视为蓝图：定义从它创建的对象的结构与行为。

正如房屋蓝图规定门窗房间布局，类描述其数据成员布局及操作它们的函数。同一蓝图可建造多栋房屋（对象）。

上图中，单一原型生成两个功能不同的房屋。

本教程你将学到：

类的概念及其在 C++ 中的重要性
具体类示例
private 与 public 访问修饰符的作用
如何创建对象（实例化）
安全访问数据成员
类内与类外定义成员函数
构造函数与析构函数实战

类声明

声明类很简单：用 class 关键字加类名，花括号包裹主体。

语法

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

className – 类的标识符。
数据成员通常声明为变量。
成员函数提供行为。

访问修饰符：`private` 与 `public`

访问修饰符控制类成员可见性。

private – 成员仅在类内部或友元中可访问。
public – 对象可见处均可访问成员。

创建对象（实例化）

对象是类的实例。声明对象模式同变量：className objectName;

语法

className objectName;

className – 创建对象的类。
objectName – 新对象的标识符。

实例化为对象分配内存并可能触发构造函数。

访问数据成员

公有数据成员用点运算符（.）访问。

示例

#include <iostream> using namespace std; class Phone { public: double cost; int slots; }; int main() { Phone Y6; Phone Y7; Y6.cost = 100.0; Y6.slots = 2; Y7.cost = 200.0; Y7.slots = 2; cout << "Cost of Huawei Y6 : " << Y6.cost << endl; cout << "Cost of Huawei Y7 : " << Y7.cost << endl; cout << "Number of card slots for Huawei Y6 : " << Y6.slots << endl; cout << "Number of card slots for Huawei Y7 : " << Y7.slots << endl; return 0; }

输出：

为什么使用 Getter/Setter？

直接访问或修改数据会破坏封装。使用 getter 和 setter 成员函数提供受控访问。

封装示例

#include <iostream> using namespace std; class ClassA { public: void setA(int val); int getA() const; private: int a; }; int ClassA::getA() const { return a; } void ClassA::setA(int val) { a = val; } int main() { ClassA obj; obj.setA(20); cout << "Value of a is: " << obj.getA(); return 0; }

输出：

受保护成员与继承

受保护成员在类内及派生类中可访问，支持受控继承。

示例

#include <iostream> using namespace std; class ParentClass { protected: int value; }; class ChildClass : public ParentClass { public: void setId(int x) { value = x; } void displayValue() { cout << "Value is: " << value << endl; } }; int main() { ChildClass c; c.setId(21); c.displayValue(); return 0; }

输出：

成员函数：类内定义 vs 类外定义

成员函数可内联定义于类内，或在类内声明、类外用作用域解析运算符 :: 定义。

示例

#include <iostream> #include <string> using namespace std; class Guru99 { public: string tutorial_name; int id; void printName(); void printId() { cout << "Tutorial id is: " << id; } }; void Guru99::printName() { cout << "Tutorial name is: " << tutorial_name; } int main() { Guru99 guru; guru.tutorial_name = 'C++'; guru.id = 1001; guru.printName(); cout << endl; guru.printId(); return 0; }

输出：

构造函数与析构函数

构造函数在对象创建时初始化，析构函数在对象销毁前清理。

示例

#include <iostream> using namespace std; class ClassA { public: ClassA() { cout << "Class constructor called" << endl; } ~ClassA() { cout << "Class destructor called" << endl; } }; int main() { ClassA a; // 构造函数调用 int p = 1; if (p) { ClassA b; // 构造函数调用，块结束时析构 } // 此处析构 'a' return 0; }

输出：