C++ 基础知识（1）–类

我们通过类来定义自己的数据结构，通过定义新的类型来反映待解决问题中的各种概念，可以使我们更容易编写、调试和修改程序。

类的基本思想是数据抽象和封装 。

1.基本概念

• 数据类型（date type）：一个值的集合和定义在这个集合上的一组操作的总称。（eg:整型，长整型，浮点型）
• 面向对象（Object Oriented Programming）:面向对象是一种程序设计的思想，就是在程序空间内，利用数据抽象的方法对客观世界的实体进行描述，也就是将数据和对数据的操作组成一个整体。

在传统的面向对象编程中，数据以及数据相关的操作函数都是分离的独立个体 ，OOP提供了设计对象的功能，对象包括特征和行为，两者都囊括在一起，共同构成对象实体。

面向对象与面向过程的区别：面向过程是一种以过程为中心的编程思想，以算法进行驱动（面向过程：程序=算法+数据）。面向对象是一种以对象为中心的编程思想，以消息进行驱动（面向对象：程序=对象+消息）。

万物皆对象，就编程角度来看，对象包括a. 一系列属性（数据），b. 一系列操作（函数）；

对象实体，使程序更模块化，更容易读写 ，提升了代码重用 到一个更高的层次。

目的不同，抽象出来的信息不同。

对象是具体的事物，类是从对象抽象出来的，抽象类不可实例化。比如 动物类。

• 抽象数据类型（ADT:Abstract Data Type）： a.由用户定义，用以表示应用问题的数据模型。b.由基本的数据类型组成，并包含一组相关的操作。c.信息隐藏和数据封装，使用与实现相分离。

ADT的重要特征：

（1）数据抽象 ：用ADT描述程序处理实体时，强调的是其本质的特征、其所能完成的功能以及它和外部用户的接口。

（2）数据封装 ：将实体的外部特征和其内部实现细节分离，并且对外部用户隐藏其内部实现细节。

• 封装（encapsulation） :封装的思想就是将实现的细节隐藏，而暴露公有接口。

在C++中通过访问标识符，可以实现在类中的封装。

封装的特点：

（1）无论对类的实现如何变化，只要对外的接口不发生变化即可。这样的话使用该接口的用户就无需改变。

（2）实现类的隐藏，类的使用者只需要知道公共的接口，就能使用该类。

（3）确保用户代码不会无意间破坏封装对象的状态。

2.类和结构体

• 在C++中，类和结构体的区别就是，结构体默认访问权限是public,而类是private。
• 结构体的执行效率相对较高，没有析构，不可继承。一般来说结构体用来处理较少的基础数据，而类用来处理复杂的逻辑。

3.面向对象的三个特征

• 封装： 将客观事物封装上抽象的类。
• 继承： 它可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来类的情况下对这些功能进行扩展。

1.通过继承创建的新类称为”子类” 或 “派生类”；

2.被继承的类称为“基类”，”父类” 或 “超类”；

3.继承的过程就是，从一般到特殊。

4.继承概念实现的方式有三类：实现继承，接口继承，可视继承。

• 实现继承：使用基类的属性和方法而无需额外的编码能力。
• 接口继承：仅使用属性和方法的名称，子类必须提供方法的实现。
• 可视继承：子窗体（类）使用基窗体（类）的外观和实现代码。

• 多态： 允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。赋值后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。

多态是对行为的一种封装，一个接口，多种实现。也就是同一种事物所表现出的多种形态，对不同类发出相同的消息，将会有不同的行为。

多态的主要作用：

• 应用程序不必为每一个派生类编写功能调用，而只需要对抽象基类进行处理即可。这样就大大提高了程序的可复用性，精简了代码的编写量。
• 派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用，这称为向后兼容，可以在很大程度上提高可扩充性和可维护性。

多态的实现： 覆盖和重载。

• 覆盖：是指子类重新定义父类的虚函数的做法。
• 重载：是指允许存在多个同名函数，而这些函数的参数列表不同（参数个数，类型）。

分析：重载 是指在同一个类中相同的返回类型和方法名，但参数个数和类型可以不同。覆盖 是在不同的类中。

重载的概念并不属于”面向对象编程“，重载的实现是：编译器更具函数不同的参数表，对同名函数的名称坐修饰，（对编译器来说）然后这些同名函数就成了不同的函数。这样的话，对函数的调用在编译期间就已经确定了，是静态的。所以重载和多态无关，它只是一种语言的特性。

对覆盖而言，当子类重新定义了父类的虚函数后，父类指针根据赋给它的不同的子类指针。动态的调用数据子类的该函数，是在运行期间确定的，属于晚绑定。