C++ 学习（11）类和对象、封装、访问权限、成员属性私有性、构造函数与析构函数

面向对象的特点：封装、继承、多态。万事万物皆为对象，对象上有其属性和行为（方法）。

1、封装

将属性与行为作为一个整体，表现生活中的事物

将属性和行为加以权限控制（public、private等）

C++封装

语法：

class 类名{

访问权限:

属性（变量）列表

行为（方法）列表

}

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类 - 圆
class Circle
{
	//访问权限
public:
	//属性
	//半径
	int radius;

	//方法
	//计算周长
	double circumference()
	{
		return 2 * PI * radius;
	}

	//计算面积
	double area()
	{
		return (PI * radius) * (PI * radius);
	}
};

int main()
{
	//类和对象
	//创建对象：通过一个类创建一个对象的过程，即实例化
	Circle c1;
	//给对象属性赋值
	c1.radius = 2;

	//调用对象方法
	cout << "半径为 " << c1.radius << " 时，圆周长 = " << c1.circumference() << ", 圆面积 = " << c1.area() << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

输出结果

半径为 2 时，圆周长 = 12.56, 圆面积 = 39.4384

Go语言封装

Go语言中没有class关键字，即没有类这个概念，可以通过函数方法表达类的概念，通过函数方法指定某个结构体来实现类。

语法：

func （变量名结构体名）函数方法名(参数列表) 返回值列表 {

函数体

}

//结构体名可以是结构体值类型，也可以是结构体指针类型

package main

import "fmt"

const PI = 3.14

//结构体 - 圆
type Circle struct {
	//半径
	radius int
}

//结构体方法
//计算周长
func (c *Circle) circumference() float64 {
	return 2 * PI * float64(c.radius)
}

//计算面积
func (c *Circle) area() float64 {
	return (PI * float64(c.radius)) * (PI * float64(c.radius))
}

func main() {
	//创建结构体对象，同时给属性赋值
	c1 := Circle{
		radius: 2,
	}

	//调用对象方法
	fmt.Printf("半径为 %d  时，圆周长 = %f, 圆面积 = %fn", c1.radius, c1.circumference(), c1.area())
}

输出结果

半径为 2 时，圆周长 = 12.560000, 圆面积 = 39.438400

2、访问权限 C++访问权限

C++访问权限有三种

public 公共权限成员类内可以访问，类外也可以访问
protected 保护权限成员类内可以访问，类外不可以访问，继承时，子类可以访问父类成员
private 私有权限成员类内可以访问，类外不可以访问，继承时，子类不可以访问父类成员

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类 - 人
class Person
{
public:
	//姓名
	string name;
protected:
	//手机号
	string phone;
private:
	//账号密码
	string password;

public:
	void setPerson()
	{
		name = "Tracy";
		phone = "13600000000";
		password = "123";
	}
};

int main()
{
	//类 - 封装 - 访问权限
	Person p1;
	//调用对象公共访问方法
	p1.setPerson();
	cout << "对象访问权限：能够访问public权限：姓名：" << p1.name << endl;
	cout << "对象访问权限：不能访问protected权限：手机号" << endl;
	cout << "对象访问权限：不能访问private权限：密码"  << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

输出结果

对象访问权限：能够访问public权限：姓名：Tracy
对象访问权限：不能访问protected权限：手机号
对象访问权限：不能访问private权限：密码

Go语言权限访问

Go语言里访问权限也没有public、protected、private关键字，访问权限如下：

同包下不同文件的全局资源可以随意访问
不同包下资源，首字母大写时可以被不同包访问（可以当作public），首字母小写则不能补不同包访问（可以当作protected）

Go语言结构体对象可以访问自己的所有成员。

3、C++ struct与class区别

struct 成员默认权限是public，class 成员默认权限是private

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类
class C
{
	int id; //默认权限为private
};

//结构体
struct S
{
	int id; //默认权限为public
};

int main()
{
	//类 - 封装 - struct与class区别：struct 成员默认权限是public，class 成员默认权限是private
	//访问类成员
	C c1;
	//c1.id = 5; //报错：不可访问
	cout << "访问类成员 c1.id = 5时，报错：不可访问" << endl;

	//访问结构体成员
	S s1;
	s1.id = 5;	//正常访问
	cout << "访问结构体成员，正常访问， s1.id = " << s1.id << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

输出结果

访问类成员 c1.id = 5时，报错：不可访问
访问结构体成员，正常访问， s1.id = 5

4、C++成员属性私有性

将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
对于写权限，可以检查数据的有效性

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类 - 人
class Person
{
private: //以下3个成员属性都设置为私有属性
	//姓名
	string name;
	//手机号
	string phone;
	//账号密码
	string password;

public:
	//成员属性姓名：设置可读可写
	string getName()
	{
		return name;
	}

	void setName(string _name)
	{
		name = _name;
	}

	//成员属性手机号：设置只读
	string getPhone()
	{
		return phone;
	}

	//成员属性账号密码：设置只写，同时检查设置的密码是否大于等于6位
	void setPassword(string _pwd)
	{
		if (_pwd.length() < 6)
		{
			cout << "账号密码长度大于等于6位" << endl;
			return;
		}
		password = _pwd;
	}
};

int main()
{
	//类 - 封装 - 成员属性私有性
	Person p1;

	//调用成员属性姓名：设置可读可写
	p1.setName("Tracy");
	cout << "成员属性姓名：" << p1.getName() << endl;

	//调用成员属性手机号：设置只读
	cout << "成员属性手机号：" << p1.getPhone() << endl;

	//调用属性账号密码：设置只写，同时检查设置的密码是否大于等于6位
	p1.setPassword("123");

	system("pause");

	return 0;
}

输出结果

成员属性姓名：Tracy
成员属性手机号：
账号密码长度大于等于6位

5、C++构造函数与析构函数 5.1、构造函数与析构函数

一个对象或变量没有初始状态，对其使用后果是未知的，同样的，使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题。

C++利用构造函数和析构函数解决以上问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果不提供构造函数和析构函数，编译器会提供构造函数和析构函数的空实现。

构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名( 参数列表 ) { 函数体 }

没有返回值，也不写void
函数名称与类名相同
构造函数可以有参数，因此可以有重载
程序在调用对象时会自动调用构造函数，无须手动调用，而且只会调用一次

析构函数语法：~类名() { 函数体 }

没有返回值，也不写void
函数名称与类名相同，且在函数名称前加上符号~
没有参数，因此不可能发生重载
程序在对象销毁前会自动调用析构函数，无须手动调用，而且只会调用一次

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类 - 圆
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;

	//构造函数
	
	Circle()
	{
		cout << "Circle 构造函数调用" << endl;
	}

	//析构函数
	
	~Circle()
	{
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}

	//计算周长
	double circumference()
	{
		return 2 * PI * radius;
	}

	//计算面积
	double area()
	{
		return (PI * radius) * (PI * radius);
	}
};

void f1()
{
	Circle c1; //创建对象时，调用构造函数
	c1.radius = 2;
	cout << "半径为 " << c1.radius << " 时，圆周长 = " << c1.circumference() << ", 圆面积 = " << c1.area() << endl;
	//程序在对象销毁前会自动调用析构函数
}

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数与析构函数
	f1();
	
	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果

Circle 构造函数调用
半径为 2 时，圆周长 = 12.56, 圆面积 = 39.4384
~Circle 析构函数调用

5.2、构造函数分类及调用

构造函数分类：

按照参数分类：无参构造函数（默认）和有参构造函数
按照类型分类：普通构造函数和拷贝构造函数

构造函数调用：

括号法
显示法
隐式转换法

构造函数调用注意：

调用默认构造函数时，不要加()

Circle c1(); //此处编译器会认为是一个函数声明，而不是创建对象，若不实现函数声明，编译时会报错

不要使用拷贝构造函数初始化匿名对象

Circle(c6); //此处编译器会认为 Circle c6; 即创建一个对象 c6，但c6对象已存在，所以编译时会报错

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类 - 圆
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;

	

	//构造函数 - 无参
	Circle()
	{
		cout << "Circle 无参构造函数调用" << endl;
	}

	//构造函数 - 有参
	Circle(int _radius)
	{
		radius = _radius;
		cout << "Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = " << _radius << endl;
	}

	//拷贝构造函数
	Circle(const Circle& _circle)
	{
		//将参数拷贝给自己成员
		radius = _circle.radius;
		cout << "Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = " << radius << endl;
	}

	//析构函数
	~Circle()
	{
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}

	//计算周长
	double circumference()
	{
		return 2 * PI * radius;
	}

	//计算面积
	double area()
	{
		return (PI * radius) * (PI * radius);
	}
};


void f1()
{
	//构造函数调用
	//1、括号法
	Circle c1;	   //调用默认构造函数，即无参的构造函数
	Circle c2(3);  //调用有参构造函数
	Circle c3(c2); //调用拷贝构造函数

	cout << "c2 半径为 " << c2.radius << " 时，圆周长 = " << c2.circumference() << ", 圆面积 = " << c2.area() << endl;
	cout << "c3 半径为 " << c3.radius << " 时，圆周长 = " << c3.circumference() << ", 圆面积 = " << c3.area() << endl;

	//注意：调用默认构造函数时，不要加()
	// Circle c1(); //此处会认为是一个函数声明，而不是创建对象，编译时报错

	//2、显示法
	Circle c4;				//调用默认构造函数，即无参的构造函数
	Circle c5 = Circle(3);	//调用有参构造函数
	Circle c6 = Circle(c5); //调用拷贝构造函数
	Circle(5);				//匿名对象：当前行执行结束后，系统会立即回收掉匿名对象
	cout << "匿名对象执行结束后，系统立即回收掉匿名对象" << endl;

	//注意：不要使用拷贝构造函数初始化匿名对象
	//Circle(c6); //此处编译器会认为 Circle c6; 即创建一个对象 c6，但c6对象已存在，所以编译时会报错

	//3、隐式转换法
	Circle c7 = 6; //相当于 Circle c7 = Circle(6);  调用有参构造函数
	Circle c8 = c7;//相当于 Circle c8 = Circle(c7); 调用拷贝构造函数
}

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数与析构函数
	f1();

	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果

Circle 无参构造函数调用
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 3
Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = 3
c2 半径为 3 时，圆周长 = 18.84, 圆面积 = 88.7364
c3 半径为 3 时，圆周长 = 18.84, 圆面积 = 88.7364
Circle 无参构造函数调用
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 3
Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = 3
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 5
~Circle 析构函数调用
匿名对象执行结束后，系统立即回收掉匿名对象
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 6
Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = 6
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用

5.3、拷贝构造函数调用时机

使用一个已经创建完的对象来初始化一个新对象
值传递的方式给函数参数传值
以值方式返回局部对象

#include 
using namespace std;
#define PI 3.14

//类 - 圆
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;

	//构造函数 - 无参
	Circle()
	{
		cout << "Circle 无参构造函数调用" << endl;
	}

	//构造函数 - 有参
	Circle(int _radius)
	{
		radius = _radius;
		cout << "Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = " << _radius << endl;
	}

	//拷贝构造函数
	Circle(const Circle& _circle)
	{
		//将参数拷贝给自己成员
		radius = _circle.radius;
		cout << "Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = " << radius << endl;
	}

	//析构函数
	~Circle()
	{
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}

	//计算周长
	double circumference()
	{
		return 2 * PI * radius;
	}

	//计算面积
	double area()
	{
		return (PI * radius) * (PI * radius);
	}
};

//1、使用一个已经创建完的对象来初始化一个新对象
void f1()
{
	Circle c1(6);
	Circle c2(c1);
}

void callCircle(Circle _circle) {

}

//2、值传递的方式给函数参数传值
void f2()
{
	Circle c1(5);
	callCircle(c1);
}

Circle returnCircle()
{
	Circle c1(8);
	cout << "returnCircle函数内c1地址：" << &c1 << endl;
	return c1;
}

//3、以值方式返回局部对象
void f3()
{
	Circle c1 = returnCircle();
	cout << "调用returnCircle函数后返回值地址：" << &c1 << endl;
}

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数 - 拷贝构造函数调用时机
	
	cout << "--- 1、使用一个已经创建完的对象来初始化一个新对象 ---" << endl;
	f1();

	cout << endl << "--- 2、值传递的方式给函数参数传值 ---" << endl;
	f2();

	cout << endl << "--- 3、以值方式返回局部对象 ---" << endl;
	f3();

	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果

--- 1、使用一个已经创建完的对象来初始化一个新对象 ---
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 6
Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = 6
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用

--- 2、值传递的方式给函数参数传值 ---
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 5
Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = 5
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用

--- 3、以值方式返回局部对象 ---
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 8
returnCircle函数内c1地址：000000AB8FEFF3A4
Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = 8
~Circle 析构函数调用
调用returnCircle函数后返回值地址：000000AB8FEFF4E4
~Circle 析构函数调用

5.4、构造函数调用规则

默认情况下，C++编译器至少给一个类添加3个函数

默认构造函数（无参，函数体为空）
默认析构函数（无参，函数体为空）
默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝

构造函数调用规则：

如果用户定义了有参构造函数，C++不再提供默认无参构造函数，但是会提供默认拷贝构造函数
如果用户定义了拷贝构造函数，C++不再提供其他构造函数

#include 
using namespace std;

//类 - 圆
//构造函数只有有参构造函数
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;

	//构造函数 - 有参
	Circle(int _radius)
	{
		radius = _radius;
		cout << "Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = " << _radius << endl;
	}

	//析构函数
	~Circle()
	{
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}
};

//类 - 圆
//构造函数只有拷贝构造函数
class Circle2
{
public:
	//半径
	int radius;

	//拷贝构造函数
	Circle2(const Circle2& _circle)
	{
		radius = _circle.radius;
		cout << "Circle 拷贝构造函数调用，常量引用参数拷贝结果 radius = " << radius << endl;
	}

	//析构函数
	~Circle2()
	{
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}
};

void f1()
{
	//构造函数只有有参构造函数
	//Circle c1;  //使用无参构造函数创建对象，报错：不存在默认构造函数
	Circle c2(5); //使用有参构造函数创建对象，正常
	Circle c3(c2); //使用拷贝构造函数创建对象，正常
	cout << "构造函数只有有参构造函数，使用拷贝构造函数创建对象时，c3.radius = " << c3.radius << endl;
}

void f2()
{
	//构造函数只有拷贝构造函数，没有提供默认的构造函数
	//Circle2 c1;  //使用无参构造函数创建对象，报错：不存在默认构造函数
}

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数调用规则
	
	cout << "--- 1、如果用户定义了有参构造函数，C++不再提供默认无参构造函数，但是会提供默认拷贝构造函数 ---" << endl;
	f1();

	cout << endl << "--- 2、如果用户定义了拷贝构造函数，C++不再提供其他构造函数 ---" << endl;
    f2();

	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果

--- 1、如果用户定义了有参构造函数，C++不再提供默认无参构造函数，但是会提供默认拷贝构造函数 ---
Circle 有参构造函数调用，参数 _radius = 5
构造函数只有有参构造函数，使用拷贝构造函数创建对象时，c3.radius = 5
~Circle 析构函数调用
~Circle 析构函数调用

--- 2、如果用户定义了拷贝构造函数，C++不再提供其他构造函数 ---

5.5、深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

注：

如果属性有堆区开辟空间的，一定要自己提供拷贝构造函数，防止浅拷贝带来的问题

浅拷贝存在的问题

以下一成员属性在堆区开辟空间

#include 
using namespace std;

//类 - 圆
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;
	//长度（仅作示例）
	int* length;

	Circle(int _radius, int _length)
	{
		radius = _radius;
		length = new int(_length); //堆区开辟空间
	}

	//析构函数
	~Circle()
	{
		//将堆区开辟的空间释放
		if (length != NULL)
		{
			delete length;
			length = NULL;
		}
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}
};

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数 - 深拷贝与浅拷贝
	
	cout << "--- 浅拷贝存在的问题 ---" << endl;
	Circle c1(2, 5);
	Circle c2(c1);
	cout << "--- 析构函数手动释放堆区空间时，抛出异常 ---" << endl;
	//原因：默认的拷贝构造函数为浅拷贝，即简单复制，当c2空间释放了，length指针堆上分配的空间也被释放，再释放c1时，调用析构函数，释放length时，由于已经被释放，因此抛异常
	
	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果后，关闭程序，抛出异常：

原因：默认的拷贝构造函数为浅拷贝，即简单复制，当c2空间释放了，length指针堆上分配的空间也被释放，再释放c1时，调用析构函数，释放length时，由于已经被释放，再次重复释放，因此抛异常。

解决方案

提供拷贝构造函数，实现深拷贝

#include 
using namespace std;

//类 - 圆
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;
	//长度（仅作示例）
	int* length;

	Circle(int _radius, int _length)
	{
		radius = _radius;
		length = new int(_length); //堆区开辟空间
	}

	//解决浅拷贝的问题：拷贝构造函数实现深拷贝
	Circle(const Circle& _circle)
	{
		radius = _circle.radius;
		//length = _circle.length; //编译器默认提供浅拷贝
		length = new int(*_circle.length); //堆区开辟空间，实现深拷贝
	}

	//析构函数
	~Circle()
	{
		//将堆区开辟的空间释放
		if (length != NULL)
		{
			delete length;
			length = NULL;
		}
		cout << "~Circle 析构函数调用" << endl;
	}
};

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数 - 深拷贝与浅拷贝
	
	cout << "--- 解决浅拷贝存在的问题：拷贝构造函数实现深拷贝 ---" << endl;
	Circle c1(2, 5);
	Circle c2(c1);

	system("pause");

	return 0;  //程序
}

5.6、初始化列表

初始化列表用来初始化属性

语法：

构造函数(): 属性1(值1)，属性2(值2)...{} //初始化默认值

构造函数(参数列表): 属性1(参数1)，属性2(参数2)...{}

#include 
using namespace std;

//类 - 圆 - 初始化列表方式一
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;

	//初始化列表，为成员属性设置初始值
	Circle() :radius(5)
	{
		cout << "初始化列表Circle() :radius(5)， radius = " << radius << endl;
	}
};

//类 - 圆 - 初始化列表方式二
class Circle2
{
public:
	//半径
	int radius;

	//初始化列表，为成员属性设置初始值
	Circle2(int _radius) :radius(_radius)
	{
		cout << "初始化列表Circle2(int _radius) :radius(_radius)， radius = " << radius << endl;
	}
};

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数 - 初始化列表
	Circle c1;
	Circle2 c2(3);

	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果

初始化列表Circle() :radius(5)， radius = 5
初始化列表Circle2(int _radius) :radius(_radius)， radius = 3

5.7、类对象作为类成员，构造函数与析构函数先后执行顺序

构造顺序：先调用对象成员的构造函数，再调用本类的构造函数
析构顺序：与构造顺序相反，即先调用本类的析构函数，再调用对象成员的析构函数

#include 
using namespace std;

class Point
{
public:
	int x;
	int y;

	//构造函数
	Point(int _x, int _y) :x(_x), y(_y)
	{
		cout << "Point 构造函数" << endl;
	}

	//析构函数
	~Point()
	{
		cout << "Point 析构函数" << endl;
	}
};

//类 - 圆 
class Circle
{
public:
	//半径
	int radius;
	//圆心 - 类对象成员
	Point point;

	//构造函数
	// Point point(_x, _y);
	Circle(int _radius, int _x, int _y):radius(_radius),point(_x,_y) 
	{
		cout << "Circle 构造函数" << endl;
	}

	//析构函数
	~Circle()
	{
		cout << "Circle 析构函数" << endl;
	}
};

int main()
{
	//类和对象 - 构造函数 - 类对象作为类成员，构造函数与析构函数先后执行顺序 
	
	Circle(2, 3, 4);

	system("pause");

	return 0;  //程序
}

输出结果

Point 构造函数
Circle 构造函数
Circle 析构函数
Point 析构函数

C++ 学习（11）类和对象、封装、访问权限、成员属性私有性、构造函数与析构函数

C/C++/C#相关栏目本月热门文章