C++ 类与对象的基本概念和使用
前言
C++ 是一种面向对象的编程语言，类和对象是其核心特性之一。类是一种用户自定义的数据类型，用于封装数据和对数据的操作。对象是类的实例，具有类定义的属性和行为。
一、基本概念
1. 类(Class)
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定义：类是用户自定义的数据类型，是创建对象的蓝图或模板
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组成：
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数据成员（属性/特征）
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成员函数（方法/行为）
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访问修饰符（控制访问权限）
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2. 对象(Object)
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定义：对象是类的实例，占用实际内存空间
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特点：每个对象都有自己的数据成员副本，但共享成员函数
二、类的定义与使用
1. 基本语法
class ClassName {// 访问修饰符
private:// 私有成员（只能在类内部访问）protected:// 受保护成员（类内部和派生类可访问）public:// 公共成员（任何地方都可访问）// 构造函数ClassName();// 成员函数returnType functionName(parameters);// 析构函数~ClassName();
};2. 访问修饰符
| 修饰符 | 访问权限 |
|---|---|
| private | 仅类内部可访问（默认） |
| protected | 类内部和派生类可访问 |
| public | 任何地方都可访问 |
三、对象的创建与使用
1. 创建对象
// 方式1：栈上分配
ClassName obj1; // 调用默认构造函数
ClassName obj2(params); // 调用带参构造函数// 方式2：堆上分配
ClassName* ptr = new ClassName(); // 动态分配
delete ptr; // 必须手动释放2. 访问成员
obj.memberVariable; // 访问数据成员
obj.memberFunction(); // 调用成员函数ptr->memberVariable; // 指针访问数据成员
ptr->memberFunction(); // 指针调用成员函数四、构造函数与析构函数
1. 构造函数
class Person {
private:string name;int age;public:// 默认构造函数Person() : name("Unknown"), age(0) {}// 参数化构造函数Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}};2. 析构函数
class ResourceHolder {
private:int* data;public:ResourceHolder(int size) {data = new int[size];}~ResourceHolder() {delete[] data; // 释放资源cout << "资源已释放" << endl;}
};五、this指针
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作用：指向当前对象的指针
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用途：
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区分成员变量和局部变量
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返回对象自身引用
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在成员函数中访问当前对象
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class Example {
private:int value;public:void setValue(int value) {this->value = value; // 使用this区分同名变量}Example& getThis() {return *this; // 返回当前对象的引用}
};六、静态成员
1. 静态数据成员
class Counter {
private:static int count; // 声明public:Counter() { count++; }~Counter() { count--; }static int getCount() { return count; }
};int Counter::count = 0; // 定义并初始化要注意的是这里初始化要在类外初始化
2. 静态成员函数
class MathUtils {
public:static double square(double x) {return x * x;}
};// 调用方式
double result = MathUtils::square(5.0);如果要在类外写的话要加上作用域在调用时应注意变量类型
七、常成员与常对象
1. 常成员函数
class BankAccount {
private:double balance;public:double getBalance() const { // 不会修改对象状态return balance;}
};2. 常对象
const BankAccount acc; // 常对象
double b = acc.getBalance(); // 只能调用常成员函数这里注意常对象只能调用常成员函数
类的应用
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;class Student {
private:string name;int id;double gpa;public:// 构造函数Student(string n, int i, double g) : name(n), id(i), gpa(g) {}// 成员函数void display() const {cout << "学生姓名: " << name << endl;cout << "学号: " << id << endl;cout << "GPA: " << gpa << endl;}void study(int hours) {gpa += hours * 0.1;if (gpa > 4.0) gpa = 4.0;}// Getter/Setterstring getName() const { return name; }void setName(string n) { name = n; }double getGPA() const { return gpa; }
};int main() {// 创建对象Student stu1("张三", 1001, 3.5);Student stu2("李四", 1002, 3.2);// 使用对象stu1.display();stu2.study(5);cout << stu2.getName() << "的新GPA: " << stu2.getGPA() << endl;return 0;
}-
类定义部分：定义了一个名为
Student的类，包含三个私有数据成员（name、id、gpa）和多个公有成员函数。这种将数据私有、方法公有的设计体现了面向对象编程的封装特性。 -
构造函数：采用初始化列表语法
:name(n), id(i), gpa(g)来初始化成员变量，这种方式比在构造函数体内赋值更高效，特别是对于类类型成员。 -
成员函数：包含了显示信息的
display()方法、模拟学习的study()方法以及获取/设置属性的方法。const修饰的方法承诺不会修改对象状态。
使用注意事项
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初始化列表：在构造函数中，应优先使用初始化列表而非构造函数体内赋值，特别是对于const成员、引用成员和类类型成员。
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const方法：不修改对象状态的成员函数都应声明为const，这样const对象也能调用这些方法，提高代码的灵活性。
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封装程度：应根据实际需求合理设计getter/setter，不是所有私有成员都需要提供公开访问接口，特别是像GPA这样需要受控修改的数据。
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参数传递：对于字符串等可能较大的参数，应考虑使用const引用传递（如
setName(const string& n)），避免不必要的拷贝。
总结
使用类时需要掌握几个关键点：构造函数用于初始化对象，析构函数用于清理资源；this指针指向当前对象，用于解决命名冲突；静态成员属于类而非对象，被所有对象共享；const成员函数保证不修改对象状态。类设计应遵循封装原则，将数据设为private，通过public方法提供访问接口，必要时使用protected为派生类保留访问权限。