C++类与对象（一）

序言：要想开发一款成功的应用程序，其开发者必须充分了解并实现用户的需求。作为一个设计良好的类，既要有直观且易于使用的接口，也必须具备高效的实现过程。

一、类与对象基本概念

面向对象程序设计的主要特点为抽象、封装、继承与多态，而类是面向对象程序设计方法的核心概念。类的基本思想是问题抽象和封装，问题抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程（以及设计）技术，封装则实现类的接口和实现分离且隐藏实现细节[1-2]。

问题抽象，包括数据抽象和行为抽象。数据抽象是为了描述某类对象的属性或状态，行为抽象是为了描述某类对象的共同行为或功能特征。

封装，将抽象得到的数据和行为（或功能）相结合，形成一个有机的整体。换言之，将数据与操作数据的函数代码进行整合并形成“类”，其中的数据和函数都是类的成员。

注意事项与编码规范：

1. 类本身就是一个作用域，类的成员函数的定义嵌套在类的作用域之内；

2. 定义在类内部的函数是隐式的inline函数（内联函数较于普通函数可以减少调用的开销、提高执行效率，但会增加编译后代码的长度）；

3. 一般来说，如果非成员函数是类接口的组成部分，则这些函数的声明应该与类在同一个头文件内。

二、类的基本构成

（一）构造函数

在定义对象的时候进行的数据成员设置，称为对象的初始化。构造函数是类的一个成员函数，其特点有：函数名与类名相同，没有返回值，公有访问，其作用就是在对象被创建时利用特定的值构造对象，将对象初始化为一个特定的状态。一个类可以包含多个构造函数（函数重载），不同的构造函数之间必须在参数数量或参数类型上有所差异。

如果类中没有写构造函数，编译器会自动生成一个隐含的默认构造函数，该构造函数的参数列表和函数体皆为空（在建立对象时自动调用构造函数是C++程序“例行公事”的必然行为）。对于默认构造函数而言，如果存在类内的初始值即用此初始化成员，否则默认初始化该成员（赋空值）。

形如 Sales_data(const std::string &s)：bookNo(s){}; 的对象初始化方式，":"以及":"与”{}“之间的代码称为构造函数初始值列表。构造函数初始值列表的作用是为新创建的对象的一个或几个数据成员赋初值。构造函数初始值是成员名字的一个列表，每个名字后面紧跟括号括起来的（或者在花括号内的）成员初始值。不同成员的初始化通过逗号分隔开来[2-p238]。

注意事项：

1. 在C++11新标准中，如果需要显式默认构造函数，在类内可以通过类名()=default; 方式实现；

2. 编译器只有在发现类不包含任何构造函数的情况下才会自动生成一个默认的构造函数。一旦定义了一些其他的构造函数，除非再次定义一个默认的构造函数，否则类将没有默认构造函数；

3. 如果类包含有内置类型或者复合类型（如数组或指针）的成员，则只有当这些成员全都被赋予了类内的初始值时，这个类才适合于使用合成的默认构造函数；

4. 有的时候编译器不能为某些类合成默认构造函数。例如，如果类内包含一个其他类类型的成员且这个成员的类型没有默认构造函数，那么编译器将无法初始化该成员。

（二）复制构造函数

复制构造函数是一种特殊的构造函数，具有一般构造函数的所有特性，其形参是本类的对象的引用。其作用是使用一个已经存在的对象（由复制构造函数的参数指定），去初始化同类的一个新对象。

复制构造函数会被调用的三种情况：

1. 当用类的一个对象去初始化该类的另一个对象时；

2. 如果函数的形参是类的对象，调用函数时，进行形参和实参结合时（只有把对象用值传递才会调用复制构造函数。引用传递则不会调用复制构造函数）；

3. 如果函数的返回值是类的对象，函数执行完成返回调用者时。

注意事项：

1. 如果没有定义类的复制构造函数，系统就会在必要时自动生成一个默认的复制构造函数。这个隐含的复制构造函数会把初始值对象的每个数据成员的值都复制到新建立的对象中；

2. 当类的数据成员中有指针类型时，默认的复制构造函数实现的只能是浅复制。浅复制会带来数据安全方面的隐患，要实现正确的复制，也就是深复制，必须编写复制构造函数。

（三）析构函数

析构函数与构造函数的作用几乎正好相反，它用来完成对象被删除前的一些清理工作。析构函数是在对象的生存期即将结束的时刻被自动调用的，完成调用后，对象相应的内存空间也被释放。

析构函数是类的一个公有函数成员，它的名称是由类名前面加”~“构成，没有返回值。和构造函数不同的是析构函数不接收任何参数，但可以是虚函数。如果不进行显式说明，系统也会生成一个函数体为空的默认析构函数。

注意事项：

1. 很多需要动态内存的类应该使用vector对象或者string对象管理必要的存储空间。使用vector或者string的类能避免分配和释放内存带来的复杂性，因为如果类包含vector或者string成员，则其拷贝、赋值和销毁的编译器自动合成版本函数能够正常工作；

2. 如果希望程序在对象被删除之前的时刻自动完成某些事情，就可以把它们写到析构函数中。