C++的对象与类的含义

news2024/9/24 1:17:59

C++是一门面向对象的编程语言，理解C++需要掌握类（class）和对象（object）这两个概念。

C++ 中的类（Class）可以看做C语言中结构体（Struct）的升级版。结构体是一种构造类型，可以包含若干成员变量，每个成员变量的类型可以不同；可以通过结构体来定义结构体变量，每个变量拥有相同的性质。例如：

#include <stdio.h>

//定义结构体 Student
struct Student{
    //结构体包含的成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;
};
//显示结构体的成员变量
void display(struct Student stu){
    printf("%s的年龄是 %d，成绩是 %f\n", stu.name, stu.age, stu.score);
}

int main(){
    struct Student stu1;
    //为结构体的成员变量赋值
    stu1.name = "小明";
    stu1.age = 15;
    stu1.score = 92.5;
    //调用函数
    display(stu1);

    return 0;
}

运行结果：小明的年龄是 15，成绩是 92.500000

C++ 中的类也是一种构造类型，但是进行了一些扩展，类的成员不但可以是变量，还可以是函数；通过类定义出来的变量也有特定的称呼，叫做“对象”。例如：

    #include <stdio.h>
    //通过class关键字类定义类
    class Student{
    public:
        //类包含的变量
        char *name;
        int age;
        float score;
        //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(){
        //通过类来定义变量，即创建对象
        class Student stu1;  //也可以省略关键字class
        //为类的成员变量赋值
        stu1.name = "小明";
        stu1.age = 15;
        stu1.score = 92.5f;
        //调用类的成员函数
        stu1.say();
        return 0;
    }

其运行结果与上面相同。

对于熟悉 C++ 的读者，这段代码并不规范，请忽略这一细节，本节的重点是引入类和对象的概念。这套 C++ 教程是在C的基础上编写的，我并不希望一开始就提出过多的 C++ 概念，让读者吃不消，我希望读者从C逐渐过渡到 C++，从第二章开始编写规范的 C++ 代码。也就是说，包括本节在内，第一章有很多不规范的 C++ 代码，再次请熟悉 C++ 的读者忽略。

class 和 public 都是 C++ 中的关键字，初学者请先忽略 public（后续会深入讲解），把注意力集中在 class 上。

C语言中的 struct 只能包含变量，而 C++ 中的 class 除了可以包含变量，还可以包含函数。display() 是用来处理成员变量的函数，在C语言中，我们将它放在了 struct Student 外面，它和成员变量是分离的；而在 C++ 中，我们将它放在了 class Student 内部，使它和成员变量聚集在一起，看起来更像一个整体。

结构体和类都可以看做一种由用户自己定义的复杂数据类型，在C语言中可以通过结构体名来定义变量，在 C++ 中可以通过类名来定义变量。不同的是，通过结构体定义出来的变量还是叫变量，而通过类定义出来的变量有了新的名称，叫做对象（Object）。

在第二段代码中，我们先通过 class 关键字定义了一个类 Student，然后又通过 Student 类创建了一个对象 stu1。变量和函数都是类的成员，创建对象后就可以通过点号.来使用它们。可以将类比喻成图纸，对象比喻成零件，图纸说明了零件的参数（成员变量）及其承担的任务（成员函数）；一张图纸可以生产出多个具有相同性质的零件，不同图纸可以生产不同类型的零件。

类只是一张图纸，起到说明的作用，不占用内存空间；对象才是具体的零件，要有地方来存放，才会占用内存空间。

在 C++ 中，通过类名就可以创建对象，即将图纸生产成零件，这个过程叫做类的实例化，因此也称对象是类的一个实例（Instance）。有些资料也将类的成员变量称为属性（Property），将类的成员函数称为方法（Method）。