当前位置： 首页 > news >正文

大话C++：第11篇 类的定义与封装

news 2025/7/8 12:31:44

1 类的定义

在C++中，类的定义通常使用class关键字开始，后面紧跟类的名称。类可以包含数据成员（变量）和成员函数（方法）。

在C++中，类可以更加详细地展开，包括数据成员（变量）的声明、成员函数的声明与定义、构造函数、析构函数、内联成员函数、静态成员、友元函数等。类定义的语法格式：

// ClassName类名
class ClassName 
{
public:// 公共构造函数ClassName();                      // 默认构造函数ClassName(const ClassName& other); // 拷贝构造函数~ClassName();                     // 析构函数// 公共成员函数（包括内联函数）void publicFunction();void anotherPublicFunction() const; // const成员函数static void staticPublicFunction(); // 静态成员函数// 公共成员变量（通常不推荐，因为破坏了封装性）int publicVariable;// 友元函数和友元类friend void friendFunction(ClassName& obj);friend class FriendClass;protected:// 受保护成员函数void protectedFunction();// 受保护成员变量int protectedVariable;private:// 私有成员函数void privateFunction();// 私有成员变量int privateVariable;// 私有静态成员变量static int privateStaticVariable;// 私有静态成员函数static void privateStaticFunction();// 类内定义成员函数（内联函数）inline void inlineFunction() {// 函数体}// 类的嵌套类class NestedClass {// NestedClass 的定义};
};

其中，

  • 构造函数和析构函数用于对象的初始化和清理。

  • 成员函数可以是公共的、受保护的或私有的。

  • 静态成员（函数和变量）属于类本身，而不是类的任何特定对象。

  • 友元函数和友元类可以访问类的私有和保护成员。

  • 内联函数通过在调用点插入函数体的复制品来提高执行速度，适合函数体简短且调用频繁的情况。

  • 嵌套类是在另一个类内部定义的类。

类的定义通常放在头文件中，类的实现放在源码文件cpp。例如，学生的定义与实现

  • student.h学生类的定义

// student.h
#ifndef __STUDENT_H__
#define __STUDENT_H__#include <string>class Student 
{
public:// 构造函数Student(const std::string& name, int age, int num);// 析构函数~Student();// 公共成员函数void DisplayInfo() const;// 获取成员变量的函数// 获取姓名inline std::string GetName() const;// 获取年龄inline int GetAge() const;// 获取学号inline int GetNum() const;// 设置成员变量的函数// 设置姓名inline void SetName(const std::string& name);// 设置年龄inline void SetAge(const int age);// 设置学号inline void SetNum(const int num);private:// 私有成员变量std::string _name;	// 姓名int _age;			// 年龄int _num;			// 学号
};#endif // __STUDENT_H__

  • student.cpp学生类的实现

// student.cpp
#include "student.h"
#include <iostream>// 构造函数
Student::Student(const std::string& name, int age, int num) : _name(name), _age(age), _num(num)
{std::cout << "Student构造函数" << std::endl;
}// 析构函数（在这个简单的例子中，析构函数是空的）
Student::~Student() 
{std::cout << "Student析构函数" << std::endl;
}// 显示学生信息
void Student::DisplayInfo() const 
{std::cout << "该学生姓名：" << _name << "，年龄：" << _age << "，学号：" << _num << std::endl;
}// 获取学生姓名
std::string Student::GetName() const
{return _name;
}// 获取年龄
int Student::GetAge() const
{return _age;    
}// 获取学号
int Student::GetNum() const
{return _num;
}// 设置姓名
void Student::SetName(const std::string& name)
{_name = name;
} // 设置年龄
void Student::SetAge(const int age)
{_age = age;
}// 设置学号
void Student::SetNum(const int num)
{_num = num;
}

  • main.cpp学生对象的定义及使用

// main.cpp
#include <iostream>
#include "student.h"int main()
{// 创建学生对象Student student("Jack", 25);// 调用成员函数student.DisplayInfo();std::cout << "该学生对象的名字: " << student.GetName() << std::endl;// 修改学生年龄student.SetAge(22);// 再次调用成员函数student.DisplayInfo();return 0;
}

2 类的封装

C++ 类的封装是面向对象编程中的一个核心概念，它指的是将数据（成员变量）和行为（成员函数）结合在一起的机制，并隐藏内部实现细节，只暴露出一个可以被外界访问和使用的接口。封装可以提高安全性和易于维护，因为它限制了对类内部数据的直接访问，只允许通过类提供的成员函数来操作数据。

为了实现封装，C++提供了访问修饰符（public、private、protected）来控制类成员的访问权限。访问修饰符对类、派生类及对象具有不同的访问权限，如下表所示：

访问修饰符类内部派生类内部对象（外部）示例
public可访问可访问可访问成员在类的外部和内部都可以被访问。
private可访问不可访问不可访问成员只能在类的内部被访问，对象和派生类都无法直接访问
protected可访问可访问不可访问成员在类的内部和派生类中可以被访问，但对象无法直接访问
#include <iostream>class Person 
{
public:void SetName(const std::string& name) { // 公有成员函数_name = name;}std::string GetName() const { // 公有成员函数return _name;}protected:// 受保护成员函数void SetAge(int age) {_age = age;}    protected:// 受保护成员变量int _age; private:// 私有成员变量 std::string _name;    
};int main()
{Person person;// 对象无法直接访问私有成员// person._name = "Alice";// 对象可以访问公有成员函数person.SetName("Jack");std::cout << person.GetName() << std::endl;// 对象无法直接访问受保护成员// person._age = 10; // 错误：受保护成员无法访问return 0;
}

3 类的访问修饰符

在C++中，类的访问修饰符主要用于控制类成员（包括数据成员和成员函数）的访问权限。这些修饰符主要有四种：public、protected、private和默认的default。其中，

  • public（公共访问修饰符）：

    • 访问权限：最高级别的访问权限。

    • 作用：允许类的任何对象以及任何其他代码访问该类的成员（无论是数据成员还是成员函数）。

    • 使用场景：通常用于提供类的外部接口，即允许外部代码调用的成员函数或访问的数据成员。

  • protected（受保护的访问修饰符）：

    • 访问权限：次高级别的访问权限。

    • 作用：允许类的对象、派生类（子类）以及类的内部代码访问该类的成员。

    • 使用场景：通常用于实现继承时，在基类中定义一些需要被子类访问但不需要被外界访问的成员。

  • private（私有的访问修饰符）：

    • 访问权限：最低级别的访问权限。

    • 作用：只允许类的内部代码访问该类的成员。

    • 使用场景：通常用于隐藏类的内部实现细节，确保数据的封装性。

  • default（默认访问修饰符）：

    • 访问权限：包（package）级别的访问权限。

    • 作用：允许同一包（package）中的其他类访问该类的成员，但不允许包外的类访问。

表格形式总结一下，详见下表：

访问修饰符访问权限类内部派生类内部类的对象同包其他类说明
public公有可访问可访问可访问可访问允许外部访问
protected受保护可访问可访问不可访问不可访问允许派生类访问
private私有可访问不可访问不可访问不可访问仅允许类内部访问

注意：在C++中，没有明确的default关键字来表示包私有访问，这里的default仅用于类比，代表类内部和同一包内其他类可以访问，但对象和包外类无法访问。在C++中，如果一个成员没有被显式声明为public、protected或private，那么它的访问级别就是private。

http://www.lryc.cn/news/443304.html

相关文章：

  • 六种主流ETL工具的比较与Kettle的实践练习指南--MySQL、hive、hdfs等之间的数据迁移
  • 一天一道算法题day07
  • 电机学习-有感BLDC开环控制（六步换相）
  • 《深度学习》PyTorch框架 优化器、激活函数讲解
  • Linux：进程（四）
  • CTC loss 博客转载
  • TryHackMe 第3天 | Pre Security (中)
  • c语言中“qsort函数”和“结构体成员访问变量”
  • 【MySQL】在MySQL中STR_TO_DATE()
  • PCIE集成验证(五）MSI/MSI-X中断
  • leetcode 380.O(1) 时间插入、删除和获取随机元素
  • 基于MicroPython的ESP8266控制PS2摇杆模块的设计方案
  • Spring Boot 3项目使用Swagger3教程
  • linux-系统备份与恢复-系统恢复
  • 【Rust语言】std::collections::HashMap用法
  • 使用SoapUI、Postman工具调用Webservice方法
  • js 与 C++引用和指针的关系
  • python --PyAibote自动化
  • Ubuntu系统开发环境搭建
  • lvs-dr模式实验详解
  • 【RDMA】mlxconfig修改和查询网卡(固件)配置--驱动工具
  • 跨站请求伪造(CSRF)漏洞详解
  • Java+Spring Cloud +UniApp 智慧工地源码，用户PC端、移动端数据同步，支持多端展示
  • 【推广】图书｜2024新书《大模型RAG实战：RAG原理、应用与系统构建》汪鹏、谷清水、卞龙鹏等，机械工业出版社
  • 在Unity UI中实现UILineRenderer组件绘制线条
  • C语言中union的用法
  • C++速通LeetCode中等第18题-删除链表的倒数第N个结点（最简单含注释）
  • 鸿蒙 WebView 设置 Header
  • 电力施工作业安全行为检测图像数据集
  • 大数据实验2.Hadoop 集群搭建（单机/伪分布式/分布式）