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详解C++编程中类的声明和对象成员的引用

时间：2020-06-13 08:09 编辑：来源：阅读：
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摘要：详解C++编程中类的声明和对象成员的引用

[b]C++类的声明和对象的创建[/b] 类是创建对象的模板，一个类可以创建多个对象，每个对象都是类类型的一个变量；创建对象的过程也叫类的实例化。每个对象都是类的一个具体实例（Instance），拥有类的成员变量和成员函数。与结构体一样，类只是一种复杂数据类型的声明，不占用内存空间。而对象是类这种数据类型的一个变量，占用内存空间。类的声明类是用户自定义的类型，如果程序中要用到类，必须先进行声明，或者使用已存在的类（别人写好的类、标准库中的类等），C++语法本身并不提供现成的类的名称、结构和内容。一个简单的类的定义：

class Student{
  //成员变量
  char *name;
  int age;
  float score;
  //成员函数
  void say(){
    printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", name, age, score);
  }
};

该例创建了一个Student类，它包含了3个成员变量和1个成员函数。 class是C++中的关键字，用于声明一个类；紧接 class 关键字之后的是我们自定义的类名 Student；由{ }包围的是类体。声明类时不能对成员变量进行初始化，只有在创建对象以后才能赋值。类可以理解为一种新的数据类型，该数据类型的名称是 Student。与 char、int、float 等基本数据类型不同的是，Student 是一种复杂数据类型，可以包含基本类型，而且多了很多基本类型中没有的特性。需要注意的是：在类声明的最后有一个分号(;)，它是类声明的一部分，表示类声明结束了，不能省略。创建对象声明了 Student 数据类型之后，就可以用它来定义变量了，如：

Student LiLei; //创建对象

该语句声明了一个名字为 LiLei、数据类型为 Student 的变量。这和：

int a; //定义整形变量

语句定义了一个整型变量表达的意思是类似的。而 LiLei 这个变量我们称之为 Student 类的对象。在定义类的对象时，class 关键字可要可不要。但出于习惯我们通常都会省略掉class关键字，例如：

class Student LiLei; //正确
Student LiLei; //同样正确

创建类的对象时，除了能定义单个变量以外，还可以定义一个数组或者指针。例如：

Student all_student[100];
Student *pointer;

第一条语句定义了一个 all_student 数组，该数据拥有100个元素，每个元素都是 Student 类型。第二条语句定义了一个 Student 类型的指针 pointer，该指针可以指向 Student 类型的变量（对象），用法和普通指针一样。声明类的同时创建对象和结构体（struct）类似，你可以先声明类，然后再创建对象，也可以在声明类的同时创建对象。如下所示：

class Student{
  //成员变量
  char *name;
  int age;
  float score;
  //成员函数
  void say(){
    printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", name, age, score);
  }
}stu1, stu2;

这个时候你也可以省略类名，直接创建对象。如下所示：

class{
  //成员变量
  char *name;
  int age;
  float score;
  //成员函数
  void say(){
    printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", name, age, score);
  }
}stu1, stu2;

直接定义对象，在C++中是合法的、允许的，但却很少用，也不提倡用。一个完整的示例：

#include <stdio.h>
//类可以在所有函数之外定义
class Student{
public: //类包含的变量
  char *name;
  int age;
  float score;
public: //类包含的函数
  void say(){
    printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", name, age, score);
  }
};
int main(){
  //创建对象
  Student stu;
  stu.name = "小明";
  stu.age = 15;
  stu.score = 92.5f;
  stu.say();
  //定义指针
  Student *pt_stu = &stu;
  pt_stu->name = "李雷";
  pt_stu->age = 16;
  pt_stu->score = 80;
  pt_stu->say();
  return 0;
}

运行结果：

小明的年龄是 15，成绩是 92.500000
李雷的年龄是 16，成绩是 80.000000

public 是C++中的关键字，用来修饰成员变量和成员函数，表示它们是公有的。我们将在下节详细讲解 public，这里只需要知道，只有 public 后面的成员变量和成员函数才能被创建的对象访问到。像本节开头的例子，没有使用 public，那么创建对象后就不能使用任何成员。 main 函数中首先创建了一个对象 stu，然后又定义了一个 Student 类型的指针变量。可以发现，和结构体（struct）类似，一个对象通过成员选择符”.“来访问成员变量和成员函数，而指针变量通过指针操作符”->“来访问成员。对象指针和结构体指针类似。注意：对象指针指向的是一个具体的对象，而不是类。下面的写法是错误的：

Student *pt;
pt = &Student;

[b]C++对象成员的引用[/b] 在程序中经常需要访问对象中的成员。访问对象中的成员可以有3种方法： [list=1] [*]通过对象名和成员运算符访问对象中的成员；[/*] [*]通过指向对象的指针访问对象中的成员；[/*] [*]通过对象的引用变量访问对象中的成员。[/*] [/list] 通过对象名和成员运算符访问对象中的成员例如在程序中可以写出以下语句：

  stud1.num=1001; //假设num已定义为公用的整型数据成员

表示将整数1001赋给对象stud1中的数据成员num。其中“.”是成员运算符，用来对成员进行限定，指明所访问的是哪一个对象中的成员。注意不能只写成员名而忽略对象名。访问对象中成员的一般形式为：对象名.成员名不仅可以在类外引用对象的公用数据成员，而且还可以调用对象的公用成员函数，但同样必须指出对象名，如：

  stud1.display( ); //正确，调用对象stud1的公用成员函数
  display( ); //错误，没有指明是哪一个对象的display函数

由于没有指明对象名，编译时把display作为普通函数处理。应该注意所访问的成员是公用的(public )还是私有的(private )，只能访问public成员，而不能访问private成员。如果已定义num为私有数据成员，下面的语句是错误的：

  stud1.num=10101; //num是私有数据成员，不能被外界引用

在类外只能调用公用的成员函数。在一个类中应当至少有一个公用的成员函数，作为对外的接口，否则就无法对对象进行任何操作。通过指向对象的指针访问对象中的成员前面已经介绍了指向结构体变量的指针（详情请猛击：指向结构体变量的指针），可以通过指针引用结构体中的成员。用指针访问对象中的成员的方法与此类似。如果有以下程序段：

class Time
{
public : //数据成员是公用的
  int hour;
  int minute;
};
Time t, *p; //定义对象t和指针变量p
p=&t; //使p指向对象t
cout<<p->hour; //输出p指向的对象中的成员hour

在p指向t的前提下，p->hour，(*p).hour和t.hour三者等价。通过对象的引用变量来访问对象中的成员如果为一个对象定义了一个引用变量，它们是共占同一段存储单元的，实际上它们是同一个对象，只是用不同的名字表示而已。因此完全可以通过引用变量来访问对象中的成员。如果已声明了Time类，并有以下定义语句：

  Time t1; //定义对象t1
  Time &t2=t1; //定义Time类引用变量t2，并使之初始化为t1
  cout<<t2.hour; //输出对象t1中的成员hour

由于t2与t1共占同一段存储单元(即t2是t1的别名)，因此t2.hour就是t1.hour。

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