C++类的定义和对象的创建详解
2021年1月10日 | by tgcode
类和对象是 C++ 的重要特性,它们使得 C++ 成为面向对象的编程语言,可以用来开发中大型项目,本节重点讲解类和对象的语法,如果你对它们的概念还不了解,请先阅读《C++类和对象到底是什么意思》。
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。
有些教程将类的成员变量称为类的属性(Property),将类的成员函数称为类的方法(Method)。在面向对象的编程语言中,经常把函数(Func++tion)称为方法(Method)。
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,或者说是通过类这种数据类型创建出来的一份实实在在的数据,所以占用内存空间。
类的定义
类是用户自定义的类型,如果程序中要用到类,必须提前说明,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{ public: //成员变量 char *name; int age; float score; //成员函数 void say(){ coutclass
是 C++ 中新增的关键字,专门用来定义类。Student
是类的名称;类名的首字母一般大写,以和其他的标识符区分开。{ }
内部是类所包含的成员变量和成员函数,它们统称为类的成员(Member);由{ }
包围起来的部分有时也称为类体,和函数体的概念类似。public
也是 C++ 的新增关键字,它只能用在类的定义中,表示类的成员变量或成员函数具有“公开”的访问权限,初学者请先忽略该关键字,我们将在《C++类成员的访问权限以及类的封装》中讲解。
注意在类定义的最后有一个分号整体上讲,上面的代码创建了一个 Student 类,它包含了 3 个成员变量和 1 个成员函数。;
,它是类定义的一部分,表示类定义结束了,不能省略。
类只是一个模板(Template),编译后不占用内存空间,所以在定义类时不能对成员变量进行初始化,因为没有地方存储数据。只有在创建对象以后才会给成员变量分配内存,这个时候就可以赋值了。
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,而且还有很多基本类型中没有的特性,以后大家会见到。
创建对象
有了 Student 类后,就可以通过它来创建对象了,例如:Student liLei; //创建对象
Student
是类名,liLei
是对象名。这和使用基本类型定义变量的形式类似:int a; //定义整型变量从这个角度考虑,我们可以把 Student 看做一种新的数据类型,把 liLei 看做一个变量。
在创建对象时,class 关键字可要可不要,但是出于习惯我们通常会省略掉 class 关键字,例如:
class Student LiLei; //正确 Student LiLei; //同样正确除了创建单个对象,还可以创建对象数组:
Student allStu[100];该语句创建了一个 allStu 数组,它拥有100个元素,每个元素都是 Student 类型的对象。
访问类的成员
创建对象以后,可以使用点号
.
来访问成员变量和成员函数,这和通过结构体变量来访问它的成员类似,如下所示:#include using namespace std; //类通常定义在函数外面 class Student{ public: //类包含的变量 char *name; int age; float score; //类包含的函数 void say(){ cout 运行结果:
小明的年龄是15,成绩是92.5
stu 是一个对象,占用内存空间,可以对它的成员变量赋值,也可以读取它的成员变量。
类通常定义在函数外面,当然也可以定义在函数内部,不过很少这样使用。
使用对象指针
C语言中经典的指针在 C++ 中仍然广泛使用,尤其是指向对象的指针,没有它就不能实现某些功能。
上面代码中创建的对象 stu 在栈上分配内存,需要使用&
获取它的地址,例如:
Student stu; Student *pStu = &stu;pStu 是一个指针,它指向 Student 类型的数据,也就是通过 Student 创建出来的对象。
当然,你也可以在堆上创建对象,这个时候就需要使用前面讲到的
new
关键字(C++ new和delete运算符简介),例如:Student *pStu = new Student;在栈上创建出来的对象都有一个名字,比如 stu,使用指针指向它不是必须的。但是通过 new 创建出来的对象就不一样了,它在堆上分配内存,没有名字,只能得到一个指向它的指针,所以必须使用一个指针变量来接收这个指针,否则以后再也无法找到这个对象了,更没有办法使用它。也就是说,使用 new 在堆上创建出来的对象是匿名的,没法直接使用,必须要用一个指针指向它,再借助指针来访问它的成员变量或成员函数。
栈内存是程序自动管理的,不能使用 delete 删除在栈上创建的对象;堆内存由程序员管理,对象使用完毕后可以通过 delete 删除。在实际开发中,new 和 delete 往往成对出现,以保证及时删除不再使用的对象,防止无用内存堆积。
栈(Stack)和堆(Heap)是 C/C++ 程序员必须要了解的两个概念,我们已在《C语言内存精讲》专题中进行了深入讲解,相信你必将有所顿悟。
有了对象指针后,可以通过箭头
->
来访问对象的成员变量和成员函数,这和通过结构体指针来访问它的成员类似,请看下面的示例:pStu -> name = "小明"; pStu -> age = 15; pStu -> score = 92.5f; pStu -> say();下面是一个完整的例子:
#include using namespace std; class Student{ public: char *name; int age; float score; void say(){ cout name = "小明"; pStu -> age = 15; pStu -> score = 92.5f; pStu -> say(); delete pStu; //删除对象 return 0; }运行结果:
小明的年龄是15,成绩是92.5虽然在一般的程序中无视垃圾内存影响不大,但记得 delete 掉不再使用的对象依然是一种良好的编程习惯。
总结
本节重点讲解了两种创建对象的方式:一种是在栈上创建,形式和定义普通变量类似;另外一种是在堆上使用 new 关键字创建,必须要用一个指针指向它,读者要记得 delete 掉不再使用的对象。
通过对象名字访问成员使用点号
.
,通过对象指针访问成员使用箭头->
,这和结构体非常类似。