C++的面向对象编程是区别于C语言面向过程编程的核心特性,类和对象是面向对象编程的基础构成单元。类是对一类事物的抽象描述,包含了这类事物的属性(成员变量)和行为(成员函数),而对象则是类的具体实例,是实际可以操作的具体个体。

C++类的基本定义语法
在C++中,使用class关键字来定义类,基本语法结构如下:
// 定义一个学生类
class Student {
// 成员变量(属性)
string name; // 学生姓名
int age; // 学生年龄
int score; // 学生分数
// 成员函数(行为)
void study() {
// 学习行为的具体逻辑
}
void showInfo() {
// 展示学生信息的逻辑
}
};
类中可以包含两种成员,一种是成员变量,用来存储对象的属性数据;另一种是成员函数,用来定义对象可以执行的操作。默认情况下,类中定义的成员访问权限是私有的(private),外部无法直接访问。
成员的访问权限控制
C++类支持三种访问权限修饰符,用来控制成员的可见范围:
- private:私有成员,只能在类的内部被访问,外部无法直接调用或修改
- public:公有成员,类的外部可以直接访问和调用
- protected:保护成员,类的内部和派生类可以访问,外部无法直接访问
通常我们会把成员变量设置为私有,把操作这些变量的成员函数设置为公有,这样可以实现封装特性,避免外部直接修改内部数据。修改后的学生类示例如下:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Student {
private:
string name;
int age;
int score;
public:
// 设置姓名
void setName(string n) {
name = n;
}
// 获取姓名
string getName() {
return name;
}
// 设置年龄
void setAge(int a) {
if (a > 0 && a < 150) { // 简单校验年龄合法性
age = a;
}
}
// 获取年龄
int getAge() {
return age;
}
// 展示学生信息
void showInfo() {
cout << "姓名:" << name << ",年龄:" << age << ",分数:" << score << endl;
}
};
创建类的对象
定义好类之后,就可以创建类的对象了,创建对象的语法和定义普通变量的语法类似,格式为类名 对象名;。对象创建之后,就可以通过对象名加成员访问运算符.来调用公有的成员函数。
int main() {
// 创建Student类的对象stu1
Student stu1;
// 调用公有成员函数设置属性
stu1.setName("张三");
stu1.setAge(18);
// 调用展示信息函数
stu1.showInfo();
// 创建第二个对象stu2
Student stu2;
stu2.setName("李四");
stu2.setAge(19);
stu2.showInfo();
return 0;
}
上述代码中,我们创建了两个Student类的对象stu1和stu2,两个对象各自拥有独立的成员变量存储空间,修改其中一个对象的属性不会影响另一个对象。
对象的初始化:构造函数
如果希望在创建对象的时候就直接完成成员变量的初始化,可以使用构造函数。构造函数是类的特殊成员函数,函数名和类名相同,没有返回值,在对象创建时自动执行。
class Student {
private:
string name;
int age;
int score;
public:
// 无参构造函数
Student() {
name = "未知";
age = 0;
score = 0;
}
// 带参数的构造函数
Student(string n, int a, int s) {
name = n;
age = a;
score = s;
}
void showInfo() {
cout << "姓名:" << name << ",年龄:" << age << ",分数:" << score << endl;
}
};
int main() {
// 使用无参构造函数创建对象
Student stu1;
stu1.showInfo(); // 输出:姓名:未知,年龄:0,分数:0
// 使用带参构造函数创建对象
Student stu2("王五", 20, 95);
stu2.showInfo(); // 输出:姓名:王五,年龄:20,分数:95
return 0;
}
如果没有手动定义构造函数,编译器会自动生成一个无参的默认构造函数,但是如果手动定义了任意构造函数,编译器就不会再生成默认构造函数了。如果还需要无参构造的对象创建方式,就需要手动定义无参构造函数。
析构函数的作用
和构造函数对应的是析构函数,析构函数用来在对象销毁时执行清理工作,比如释放对象申请的内存资源。析构函数的函数名是~类名,没有参数也没有返回值,一个类只能有一个析构函数。
class Demo {
public:
// 构造函数
Demo() {
cout << "对象被创建" << endl;
}
// 析构函数
~Demo() {
cout << "对象被销毁" << endl;
}
};
int main() {
Demo d; // 创建对象,触发构造函数
// 函数执行结束,对象d销毁,触发析构函数
return 0;
}
对于没有动态申请资源的简单类,析构函数可以不用手动定义,编译器会自动生成默认的析构函数完成基本清理工作。如果类中使用了new关键字申请了堆内存,就需要在析构函数中手动释放这些内存,避免内存泄漏。
类和对象使用的常见注意事项
- 类的定义末尾需要加分号,这是很多初学者容易忽略的语法点
- 成员函数如果在类内声明,类外实现,需要加上
类名::的作用域限定符 - 对象调用成员函数时,只能调用公有的成员函数,私有和保护成员无法直接通过对象访问
- 不同对象的成员变量是独立的,但是成员函数是所有对象共享的,不会每个对象都存一份函数代码
掌握类和对象的创建是使用C++进行面向对象编程的第一步,后续还可以学习继承、多态、封装等更高级的面向对象特性,逐步提升C++编程能力。