C++類的詳解

超女選秀的例子咱們玩了好久，爲了學習的須要，暫時離開美眉們，我將採用實際項目開發的例子來說解類的更多知識。

在C語言基礎知識中已學習過文件操做，在實際開發中，爲了提升效率，我會把文件操做封裝成一個類，類的聲明以下：

// 文件操做類聲明
class CFile
{
private:
  FILE *m_fp;        // 文件指針
  bool  m_bEnBuffer; // 是否啓用緩衝區，true-啓用；false-不啓用

public:
  CFile();   // 類的構造函數
  CFile(bool bEnBuffer);   // 類的構造函數

 ~CFile();   // 類的析構函數

  void EnBuffer(bool bEnBuffer=true);  // 啓、禁用緩衝區

  // 打開文件，參數與fopen相同，打開成功true，失敗返回false          
  bool Open(const char *filename,const char *openmode);

  // 調用fprintf向文件寫入數據
  void Fprintf(const char *fmt, ... );

  // 調用fgets從文件中讀取一行
  bool Fgets(char *strBuffer,const int ReadSize);

  // 關閉文件指針
  void Close();
};

1、類成員的訪問權限

C++經過 public、protected、private三個關鍵字來控制成員變量和成員函數的訪問權限，它們分別表示公有的、受保護的、私有的，被稱爲成員訪問限定符。所謂訪問權限，就是類外面的代碼訪問該類中成員權限。

在類的內部，即類的成員函數中，不管成員被聲明爲 public、protected 仍是private，都是能夠互相訪問的，沒有訪問權限的限制。

在類的外部（定義類的代碼以外），只能經過對象訪問public的成員，不能訪問 private、protected屬性的成員。

本節重點介紹 public 和 private，protected 將在之後介紹。

private 後面的成員都是私有的，如m_fp和m_bEnBuffer，直到有 public出現纔會變成共有的；public 以後再無其餘限定符，因此 public後面的成員都是共有的。

private關鍵字的做用在於更好地隱藏類的內部實現，該向外暴露的接口（能經過對象訪問的成員）都聲明爲public，不但願外部知道、或者只在類內部使用的、或者對外部沒有影響的成員，都建議聲明爲private。

聲明爲 private 的成員和聲明爲 public 的成員的次序任意，既能夠先出現 private部分，也能夠先出現 public 部分。若是既不寫 private 也不寫 public，就默認爲private。

在一個類體中，private 和 public能夠分別出現屢次。每一個部分的有效範圍到出現另外一個訪問限定符或類體結束時（最後一個右花括號）爲止。

您可能會說，將成員變量所有設置爲 public 省事，確實，這樣作 99.9%的狀況下都不是一種錯誤，我也不認爲這樣作有什麼不妥；可是，將成員變量設置爲private 是一種軟件設計規範，尤爲是在大中型項目中，仍是請你們儘可能遵照這一原則。

2、成員變量的命名

成員變量大都以m_開頭，這是約定成俗的寫法，不是語法規定的內容。以m_開頭既能夠一眼看出這是成員變量，又能夠和成員函數中的參數名字區分開。

例如成員函數EnBuffer的函數體以下：

// 啓、禁用緩衝區
void CFile::EnBuffer(bool bEnBuffer)
{
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;
}

3、構造函數

在CFile類的聲明中，有一些特殊的成員函數CFile()，它就是構造函數（constructor）。

CFile();   // 類的構造函數
  CFile(bool bEnBuffer);   // 類的構造函數

構造函數的名字和類名相同，沒有返回值，不能被顯式的調用，而是在建立對象時自動執行。

構造函數具有如下特色：

1）構造函數必須是 public 屬性。

2）構造函數沒有返回值，由於沒有變量來接收返回值，即便有也毫無用處，不論是聲明仍是定義，函數名前面都不能出現返回值類型，即便是void 也不容許。

3）構造函數能夠有參數，容許重載。一個類能夠有多個重載的構造函數，建立對象時根據傳遞的參數來判斷調用哪個構造函數。

4）構造函數在實際開發中會大量使用，它每每用來作一些初始化工做，對成員變量進行初始化等，注意，不能用memset對整下類進行初始化。

示例

CFile::CFile()   // 類的構造函數
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=true;
}

CFile::CFile(bool bEnBuffer)   // 類的構造函數
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;  
}

4、析構函數

在CFile類的聲明中，還有一個特殊的成員函數\~CFile()，它就是析構函數（destructor）。

~CFile();   // 類的析構函數

析構函數的名字在類的名字前加\~，沒有返回值，但能夠被顯式的調用，在對象銷燬時自動執行，用於進行清理工做，例如釋放分配的內存、關閉打開的文件等，這個用途很是重要，能夠防止程序員犯錯。

析構函數具有如下特色：

1）構造函數必須是 public 屬性的。

2）構造函數沒有返回值，由於沒有變量來接收返回值，即便有也毫無用處，不論是聲明仍是定義，函數名前面都不能出現返回值類型，即便是void 也不容許。

3）析構函數不容許重載的。一個類只能有一個析構函數。

CFile::~CFile()   // 類的析構函數
{
  Close();  // 調用Close釋放資源
}

5、C++程序也很優雅

不少人說C/C++程序很煩鎖，python程序很優雅，說這話人的很荒謬，那是由於他C/C++並不瞭解，只要咱們願意，能夠寫出和python同樣優雅簡潔的代碼，在book210.cpp中，main函數的代碼極爲精簡。

示例（book210.cpp）

/*
 * 程序名：book210.cpp，此程序演示用C++類的更多知識。
 * 做者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>

// 文件操做類聲明
class CFile
{
private:
  FILE *m_fp;        // 文件指針
  bool  m_bEnBuffer; // 是否啓用緩衝區，true-啓用；false-不啓用

public:
  CFile();   // 類的構造函數
  CFile(bool bEnBuffer);   // 類的構造函數

 ~CFile();   // 類的析構函數

  void EnBuffer(bool bEnBuffer=true);  // 啓、禁用緩衝區

  // 打開文件，參數與fopen相同，打開成功true，失敗返回false          
  bool Open(const char *filename,const char *openmode);

  // 調用fprintf向文件寫入數據
  void Fprintf(const char *fmt,... );

  // 調用fgets從文件中讀取一行
  bool Fgets(char *strBuffer,const int ReadSize);

  // 關閉文件指針
  void Close();
};

int main(int argc,char *argv[])
{
  if (argc !=2) { printf("請輸入待打開的文件名。\n"); return -1; }

  CFile File;

  if (File.Open(argv[1],"r")==false) { printf("File.Open(%s)失敗。\n",argv[1]); return -1; }

  char strLine[301];

  while (true)
  { // 從文件中讀取每一行
    if (File.Fgets(strLine,300)==false) break;

    printf("%s",strLine);   // 把從文件中讀到的內容顯示到屏幕
  }
}

CFile::CFile()   // 類的構造函數
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=true;
}

CFile::CFile(bool bEnBuffer)   // 類的構造函數
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;
}

// 關閉文件指針
void CFile::Close() 
{
  if (m_fp!=0) fclose(m_fp);  // 關閉文件指針
  m_fp=0;
}

CFile::~CFile()   // 類的析構函數
{
  Close();  // 調用Close釋放資源
}

// 啓、禁用緩衝區
void CFile::EnBuffer(bool bEnBuffer)
{
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;
}

// 打開文件，參數與fopen相同，打開成功true，失敗返回false          
bool CFile::Open(const char *filename,const char *openmode)
{
  Close();  // 打開新的文件以前，若是已經打開了文件，關閉它。

  if ( (m_fp=fopen(filename,openmode)) == 0 ) return false;

  return true;
}

// 調用fprintf向文件寫入數據
void CFile::Fprintf(const char *fmt,...)
{
  if ( m_fp == 0 ) return;

  va_list ap;
  va_start(arg,ap);
  vfprintf(m_fp,fmt,ap);
  va_end(ap);

  if ( m_bEnBuffer == false ) fflush(m_fp);
}

// 調用fgets從文件中讀取一行
bool CFile::Fgets(char *strBuffer,const int ReadSize)
{
  if ( m_fp == 0 ) return false;

  memset(strBuffer,0,ReadSize);

  if (fgets(strBuffer,ReadSize,m_fp) == 0) return false;

  return true;
}

book210運行的效果就是把文件的內容一行一行的顯示出來，類型linux系統的cat命令。

6、類的其它知識

關於類的其它知識，包括this指針、static靜態成員、友元等內容，意義不大，我不介紹了，時間太寶貴，有太多重要的知識要學習，不必把時間浪費在這些不痛不癢又沒什麼實用價值的知識點上，你們之後有時間了再看也行。

7、可變參數

咱們已經介紹過printf、fprintf、sprintf、snprintf函數，它們是一組功能類似的函數，而且有一個共同點，就是函數的參數列表是能夠變化的。

函數的聲明以下：

int printf(const char *format, ...);        // 格式化輸出到屏幕
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);  // 格式化輸出到文件
int sprintf(char *str, const char *format, ...);     // 格式化輸出到字符串
int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...); // 格式化輸出指定長度的內容到字符串

在實際開發中，咱們的自定義函數也會用到可變參數，實現相似上述函數的功能，例如CFile類的Fprintf成員函數。

C語言採用va_start宏、va_end宏和一系列函數來實現可變參數功能。

void CFile::Fprintf(const char *fmt,...)
{
  if ( m_fp == 0 ) return;

  va_list ap;
  va_start(arg,ap);
  vfprintf(m_fp,fmt,ap);
  va_end(ap);

  if ( m_bEnBuffer == false ) fflush(m_fp);
}

以CFile類的Fprintf成員函數爲例。

void CFile::Fprintf(const char *fmt,...);     // 可變參數自定義函數的聲明方法

va_list指針、va_start宏、va_end宏用於分析參數，難以理解，你們會用就行，我不詳細介紹。

va_list ap;
  va_start(ap,fmt);
  vfprintf(m_fp,fmt,ap);     
  va_end(ap);

vfprintf函數把宏分析的結果輸出到文件，還有一系列功能類似的函數，聲明以下：

// 輸出的屏幕
int vprintf(const char *format, va_list ap);
// 輸出到文件
int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list ap);
// 輸出到字符串
int vsprintf(char *str, const char *format, va_list ap);
// 輸出到字符串，第二個參數指定了輸出結果的長度，相似snprintf函數。
int vsnprintf(char *str, size_t size, const char *format, va_list ap);

8、課後做業

1）編寫示例程序，測試類的類成員的訪問權限。

2）編寫示例程序，測試類的構造函數和它的重載，採用gdb跟蹤構造函數的執行過程。

3）編寫示例程序，測試類的析構函數，採用gdb跟蹤析構造的執行過程。

4）編寫示例程序，實現printf、sprintf和snprintf函數的功能，函數的聲明以下：

int myprintf(const char *format, ...);
int mysprintf(const char *format, ...);
int mysnprintf(const char *format, ...);

5）類定義包括成員變量和成員函數的聲明以及成員函數的定義，在實際開發中，咱們一般將公共類的聲明放在頭文件中（如_public.h），成員函數的定義放在程序文件中（如_public.cpp），請按這種方式修改book210.cpp程序，增長_public.h和_public.cpp程序，修改makefile。

9、版權聲明

C語言技術網原創文章，轉載請說明文章的來源、做者和原文的連接。
來源：C語言技術網（www.freecplus.net）
做者：碼農有道

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