C++中的類和對象

時間  2019-11-17
標籤 c++ 對象 欄目 C&C++ 简体版
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C++中的類和對象

抽象和類

處理複雜生活最簡單的方式就是對其進行簡化和抽象-Andrew

類型

  • 決定數據對象須要的內存數量；
  • 決定如何解釋內存中的位(long和float在內存中佔用的位相同可是他們轉換爲數值的方法不一樣)；
  • 決定可以使用數據對象執行的操做或方法

C++中的類

  • 類是一種將抽象轉換爲用戶定義類型的C++工具，它將數據的表示和操縱數據的方法組合成一個整潔的包。 ​

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在頭文件中定義類程序員

// version 00
#ifndef STOCK00_H_
#define STOCK00_H_

#include <string>  

//private 聲明的成員只有用成員函數才能訪問
//public 聲明的成員，使用類的對象的程序均可以訪問
class Stock  // class declaration
{
private: 
    std::string company;
    long shares;
    double share_val;
    double total_val;
    //< 內聯函數的一種實現方式
    void set_tot() { total_val = shares * share_val; }
public:
    void acquire(const std::string & co, long n, double pr);
    void buy(long num, double price);
    void sell(long num, double price);
    void update(double price);
    void show();
};    // note semicolon at the end

#endif
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實現類成員函數

  • 定義成員函數時，使用做用域解析 運算符(::)來標識函數所屬的類
  • 類方法能夠訪問類的private組件
  • 對以上類的聲明進行實現
// version 00
#include <iostream>
#include "stock00.h"

void Stock::acquire(const std::string & co, long n, double pr)
{
    company = co;
    if (n < 0)
    {
        std::cout << "Number of shares can't be negative; "
                  << company << " shares set to 0.\n";
        shares = 0;
    }
    else
        shares = n;
    share_val = pr;
    //< 在類的做用域中， 能夠直接調用類中的方法
    set_tot();
}

void Stock::buy(long num, double price)
{
     if (num < 0)
    {
        std::cout << "Number of shares purchased can't be negative. "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else
    {
        shares += num;
        share_val = price;
        set_tot();
    }
}

void Stock::sell(long num, double price)
{
    using std::cout;
    if (num < 0)
    {
        cout << "Number of shares sold can't be negative. "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else if (num > shares)
    {
        cout << "You can't sell more than you have! "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else
    {
        shares -= num;
        share_val = price;
        set_tot();
    }
}

void Stock::update(double price)
{
    share_val = price;
    //< 只有在類的做用域範圍內才能夠直接使用方法的縮寫
    //< 在其餘的地方使用類中的方法必須使用，類的做用域進行限定
    set_tot();
}

void Stock::show()
{
    //< 類中能夠直接操做函數的私有成員
    std::cout << "Company: " << company
              << "  Shares: " << shares << '\n'
              << "  Share Price: $" << share_val
              << "  Total Worth: $" << total_val << '\n';
}

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內聯方法

1.定義於類聲明中的函數都將自動稱爲內聯函數，所以Stock::set_tot()是一個內聯函數。類聲明常將短小的成員函數做爲內聯函數。面試

2.在類的聲明以外將函數聲明爲內聯函數須要使用inline限定符進行限定。 使用類算法

// compile with stock.cpp
#include <iostream>
#include "stock00.h"

int main()
{
    Stock fluffy_the_cat; //< 建立一個對象
    fluffy_the_cat.acquire("NanoSmart", 20, 12.50);
    fluffy_the_cat.show();
    fluffy_the_cat.buy(15, 18.125);
    fluffy_the_cat.show();
    fluffy_the_cat.sell(400, 20.00);
    fluffy_the_cat.show();
    fluffy_the_cat.buy(300000,40.125);
    fluffy_the_cat.show();
    fluffy_the_cat.sell(300000,0.125);
    fluffy_the_cat.show();
    // std::cin.get();
    return 0;
}

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類的構造函數和析構函數

  • 類中的數據部分是私有的，所以不能經過直接訪問類中的數據成員對其進行初始化，這時就須要使用構造函數和析構函數了編程

  • 爲Stock類增長構造函數和析構函數swift

聲明文件
#ifndef STOCK1_H_
#define STOCK1_H_
#include <string>
class Stock
{
private:
    std::string company;
    long shares;
    double share_val;
    double total_val;
    void set_tot() { total_val = shares * share_val; }
public:
	//< 構造函數
    Stock();        // default constructor
    Stock(const std::string & co, long n = 0, double pr = 0.0);
    //< 析構函數
    ~Stock();       // noisy destructor
    void buy(long num, double price);
    void sell(long num, double price);
    void update(double price);
    void show();
};

#endif

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實現文件

// stock1.cpp � Stock class implementation with constructors, destructor added
#include <iostream>
#include "stock10.h"

// constructors (verbose versions)
//< 默認構造函數
Stock::Stock()        // default constructor
{
    std::cout << "Default constructor called\n";
    company = "no name";
    shares = 0;
    share_val = 0.0;
    total_val = 0.0;
}

//< 傳參構造函數
Stock::Stock(const std::string & co, long n, double pr)
{
    std::cout << "Constructor using " << co << " called\n";
    company = co;

    if (n < 0)
    {
        std::cout << "Number of shares can't be negative; "
                   << company << " shares set to 0.\n";
        shares = 0;
    }
    else
        shares = n;
    share_val = pr;
    set_tot();
}
// class destructor
//< 析構函數
Stock::~Stock()        // verbose class destructor
{
    std::cout << "Bye, " << company << "!\n";
}

// other methods
//< 方法定義
void Stock::buy(long num, double price)
{
     if (num < 0)
    {
        std::cout << "Number of shares purchased can't be negative. "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else
    {
        shares += num;
        share_val = price;
        set_tot();
    }
}

void Stock::sell(long num, double price)
{
    using std::cout;
    if (num < 0)
    {
        cout << "Number of shares sold can't be negative. "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else if (num > shares)
    {
        cout << "You can't sell more than you have! "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else
    {
        shares -= num;
        share_val = price;
        set_tot();
    }
}

void Stock::update(double price)
{
    share_val = price;
    set_tot();
}

void Stock::show()
{
    using std::cout;
    using std::ios_base;
    // set format to #.###
    ios_base::fmtflags orig = 
        cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield); 
    std::streamsize prec = cout.precision(3);

    cout << "Company: " << company
        << " Shares: " << shares << '\n';
    cout << " Share Price: $" << share_val;
    // set format to #.##
    cout.precision(2);
    cout << " Total Worth: $" << total_val << '\n';

    // restore original format
    cout.setf(orig, ios_base::floatfield);
    cout.precision(prec);
}

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方法的調用

// compile with stock10.cpp
#include <iostream>
#include "stock10.h"

int main()
{
  { //< 加這個代碼塊是爲了顯示析構函數的調用
    using std::cout;
    cout << "Using constructors to create new objects\n";
     //< 定義對象
    //< 緊湊的對象定義的方式
    Stock stock1("NanoSmart", 12, 20.0);            // syntax 1
    stock1.show();
    //< 顯示的調用構造函數，定義一個類
    Stock stock2 = Stock ("Boffo Objects", 2, 2.0); // syntax 2
    stock2.show();

    cout << "Assigning stock1 to stock2:\n";
    stock2 = stock1;
    cout << "Listing stock1 and stock2:\n";
    stock1.show();
    stock2.show();

    cout << "Using a constructor to reset an object\n";
    //< 構造函數不單單能夠用來初始化，該方法是構造函數建立一個臨時的新的對象，並對其進行初始化
    //< 將初始化以後的臨時對象賦值給對象stock1
     //< 賦值結束以後程序調用析構函數，刪除該臨時對象
    //< 所以此處有析構函數的調用
    stock1 = Stock("Nifty Foods", 10, 50.0);    // temp object
    cout << "Revised stock1:\n";
    stock1.show();
    cout << "Done\n";
  }
	// std::cin.get();
    return 0; 
}

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const成員函數

  • 有時候只是想調用成員函數獲取值或者調用成員函數顯示一下變量，這時可使用const對函數進行修飾， C++中是使用將const放在成員函數後面，以下：
void show() const; //< 確保該函數不修改調用對象
複製代碼
  • 這種形式定義的函數被稱爲const成員函數，就像應儘量將cosnt引用和指針用做函數的形參同樣，只要類方法不修改調用對象，就應該將其聲明爲const，從如今起咱們應該準守這一規則。 ####構造函數和析構函數小結
  • 構造函數是一種特殊的成員函數，在建立類對象時被調用，構造函數的名稱和類名相同。能夠經過函數重載建立多個同名的構造函數，條件是每一個函數的特徵標(參數列表)都不一樣，另外構造函數沒有聲明類型，一般構造函數用於初始化類對象的成員，初始化應與構造函數的參數列表匹配。 ####this指針
  • 有時候一個類可能定義多個對象，這種狀況下就須要使用C++的this指針
  • this指針指向用來調用成員函數的對象(this被稱爲隱式成員函數傳遞方法) ####this的簡單示例

頭文件數組

// stock20.h -- augmented version
#ifndef STOCK20_H_
#define STOCK20_H_
#include <string>

class Stock
{
private:
    std::string company;
    int shares;
    double share_val;
    double total_val;
    void set_tot() { total_val = shares * share_val; }
public:
  //  Stock();        // default constructor
    Stock(const std::string & co, long n = 0, double pr = 0.0);
    ~Stock();       // do-nothing destructor
    void buy(long num, double price);
    void sell(long num, double price);
    void update(double price);
    void show()const;
    const Stock & topval(const Stock & s) const;
};

#endif

複製代碼

源文件

#include <iostream>
#include "stock20.h"
using namespace std;
// constructors
Stock::Stock()        // default constructor
{
    shares = 0;
    share_val = 0.0;
    total_val = 0.0;
}

Stock::Stock(const std::string & co, long n, double pr)
{
    company = co;
    if (n < 0)
    {
        std::cout << "Number of shares can't be negative; "
                   << company << " shares set to 0.\n";
        shares = 0;
    }
    else
        shares = n;
    share_val = pr;
    set_tot();
}

// class destructor
Stock::~Stock()        // quiet class destructor
{
}

// other methods
void Stock::buy(long num, double price)
{
     if (num < 0)
    {
        std::cout << "Number of shares purchased can't be negative. "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else
    {
        shares += num;
        share_val = price;
        set_tot();
    }
}

void Stock::sell(long num, double price)
{
    using std::cout;
    if (num < 0)
    {
        cout << "Number of shares sold can't be negative. "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else if (num > shares)
    {
        cout << "You can't sell more than you have! "
             << "Transaction is aborted.\n";
    }
    else
    {
        shares -= num;
        share_val = price;
        set_tot();
    }
}

void Stock::update(double price)
{
    share_val = price;
    set_tot();
}

void Stock::show() const
{
    using std::cout;
    using std::ios_base;
    // set format to #.###
    ios_base::fmtflags orig = 
        cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield); 
    std::streamsize prec = cout.precision(3);

    cout << "Company: " << company
        << "  Shares: " << shares << '\n';
    cout << "  Share Price: $" << share_val;
    // set format to #.##
    cout.precision(2);
    cout << "  Total Worth: $" << total_val << '\n';

    // restore original format
    cout.setf(orig, ios_base::floatfield);
    cout.precision(prec);
}

const Stock & Stock::topval(const Stock & s) const
{
    if (s.total_val > total_val)
        return s;
    else
        //< 如果調用方法的對象比較大就直接返回，該對象的引用
        //< this指向調用方法對象的地址， *this則是對象的地址
        return *this; 
}

複製代碼

####對象數組bash

  • 用戶一般常見一個類的多個對象，能夠建立獨立的對象變量，可是闖將對象數組將更加合適。數據結構

  • 初始化對象數組的方案是，首先使用默認構造函數建立數組元素，而後花括號中的構造函數將建立臨時對象，而後臨時對象內容複製到對應的元素中。所以、要建立對象數組，則這個類必須由默認構造函數。函數

// compile with stock20.cpp
#include <iostream>
#include "stock20.h"

const int STKS = 4;
int main()
{
    {//< 使用大括號括起來是爲了可以在主函數退出前就調用構造函數
// create an array of initialized objects
    Stock stocks[STKS] = { //< 使用列表就行初始化
        Stock("NanoSmart", 12, 20.0), /* 建立一個臨時變量，而後將臨時變量的值複製給數組的對象 */
        Stock("Boffo Objects", 200, 2.0),
        Stock("Monolithic Obelisks", 130, 3.25),
        Stock("Fleep Enterprises", 60, 6.5)
        };

    std::cout << "Stock holdings:\n";
    int st;
    for (st = 0; st < STKS; st++)
        stocks[st].show();
// set pointer to first element
    const Stock * top = &stocks[0];
    for (st = 1; st < STKS; st++)
        top = &top->topval(stocks[st]);
// now top points to the most valuable holding
    std::cout << "\nMost valuable holding:\n";
	top->show();}
    // std::cin.get();
    return 0; 
}

複製代碼

####類的做用域

  • 在類中定義的名稱做用域都爲整個類，類的做用域意味着不能在外部直接訪問類的成員，公有成員也是如此，也就是說調用公有成員函數，也必須經過對象。

  • 在類聲明或成員函數定義中，可使用未修飾的成員名稱(未限定的名稱)，

####抽象數據類型

  • 程序員一般須要定義抽象的類，來表示更加通用的概念，而不是向Stock同樣定義的 很是具體。
// stack.h -- class definition for the stack ADT
#ifndef STACK_H_
#define STACK_H_

typedef unsigned long Item;

class Stack
{
private:
	//< 無名的枚舉型並不實際建立枚舉型類成員
    enum {MAX = 10};    // constant specific to class
    //< 使用數組實現棧，可是在公有部分隱藏了棧的實現細節
    //< 所以可使用動態數組實現，也不須要更改代碼的藉口實現的細節
    Item items[MAX];    // holds stack items
    int top;            // index for top stack item
public:
    Stack();
    bool isempty() const;
    bool isfull() const;
    // push() returns false if stack already is full, true otherwise
    bool push(const Item & item);   // add item to stack
    // pop() returns false if stack already is empty, true otherwise
    bool pop(Item & item);          // pop top into item
};
#endif

複製代碼

源代碼實現

// stack.cpp -- Stack member functions
#include "stack.h"
Stack::Stack()    // create an empty stack
{
    top = 0;
}

bool Stack::isempty() const
{
    return top == 0;
}

bool Stack::isfull() const
{
    return top == MAX;
}

bool Stack::push(const Item & item) 
{
    if (top < MAX)
    {
        items[top++] = item;
        return true;
    }
    else
        return false;
}

bool Stack::pop(Item & item)
{
    if (top > 0)
    {
        item = items[--top];
        return true;
    }
    else
        return false; 
}
yhhgfik

複製代碼

使用棧

// stacker.cpp -- testing the Stack class
#include <iostream>
#include <cctype> // or ctype.h
#include "stack.h"
int main()
{
    using namespace std;
    Stack st; // create an empty stack
    char ch;
    unsigned long po;
    cout << "Please enter A to add a purchase order,\n"
        << "P to process a PO, or Q to quit.\n";
    while (cin >> ch && toupper(ch) != 'Q')
    {
        while (cin.get() != '\n')   
            continue;
        if (!isalpha(ch))
        {
            cout << '\a';
            continue;
        }
        switch(ch)
        {
             case 'A':
             case 'a': cout << "Enter a PO number to add: ";
                       cin >> po;
                       if (st.isfull())
                           cout << "stack already full\n";
                       else
                           st.push(po);
                       break;
             case 'P':
             case 'p': if (st.isempty())
                           cout << "stack already empty\n";
                       else {
                           st.pop(po);
                           cout << "PO #" << po << " popped\n";
                       }
                       break;
        }
        cout << "Please enter A to add a purchase order,\n"
             << "P to process a PO, or Q to quit.\n";
    }
    cout << "Bye\n";
    return 0; 
}

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