C++初步（5）

1. 类(class)
   是一种将数据和函数组织在同一个结构里的逻辑方法。定义类的关键字为class ，其功能与C语言中的struct类似，不同之处是class 可以包含函数 ，而不像struct只能包含数据元素。
   类定义的形式是：

   class class_name {    permission_label_1:        member1;    permission_label_2:        member2;    ...} object_name;//一个或几个对象(object)标识

2. Class的声明体中包含成员members，成员可以是数据或函数定义，同时也可以包括允许范围标志 permission labels，范围标志可以是以下三个关键字中任意一个：private:，public:，protected。
   它们分别代表以下含义：

   private ：class的private成员，只有**同一个class的其他成员或该class的“friend” class（友类）**可以访问这些成员。protected ：class的protected成员，只有**同一个class的其他成员，或该class的“friend” class，或该class的子类(derived classes) ** 可以访问这些成员。 public ：class的public成员， **任何可以看到这个class的地方** 都可以访问这些成员。

   在定义一个class成员的时候没有声明其允许范围，这些成员将被默认为 private范围

   class CRectangle {            int x, y;        public:            void set_values (int,int);            int area (void);    } rect;

   上面例子定义了一个class CRectangle 和该class类型的对象变量rect 。这个class 有4个成员：
   两个整型变量 (x 和 y) ，在private 部分 (因为private 是默认的允许范围)；
   以及两个函数， 在 public 部分，这里只包含了函数的原型(prototype)。

   rect.set_value (3,4);myarea = rect.area();//实现引用

   但是，不能够引用 x 或 y ，因为它们是该class的 private 成员，它们只能够在该class的其它成员中被引用。

    // classes example    #include <iostream.h>    class CRectangle {            int x, y;        public:            void set_values (int,int);            int area (void) {return (x*y);}    };    void CRectangle::set_values (int a, int b) {        x = a;        y = b;    }    int main () {        CRectangle rect;        rect.set_values (3,4);        cout << "area: " << rect.area();    }                   //12

   范围操作符(双冒号:: )用来在一个class之外定义该class的成员。在CRectangle class内部已经定义了函数area() 的具体操作，因为这个函数非常简单。而对函数set_values() ，在class内部只是定义了它的原型prototype，而其实现是在class之外定义的。这种在class之外定义其成员的情况必须使用范围操作符::。
   范围操作符 (::) 声明了被定义的成员所属的class名称，并赋予被定义成员适当的范围属性，这些范围属性与在class内部定义成员的属性是一样的。
   例如，在上面的例子中，在函数set_values() 中引用了private变量x 和 y，这些变量只有在class内部和它的成员中才是可见的。
   在class内部直接定义完整的函数，和只定义函数的原型而把具体实现放在class外部的唯一区别在于，在第一种情况中，编译器(compiler) 会自动将函数作为inline 考虑，而在第二种情况下，函数只是一般的class成员函数。
   把 x 和 y 定义为private 成员 (记住，如果没有特殊声明，所有class的成员均默认为private )，原因是已经定义了一个设置这些变量值的函数 (set_values()) ，这样一来，在程序的其它地方就没有办法直接访问它们。这样保护两个变量有重要意义，在比较复杂的程序中，使得变量不会被意外（这里意外指的是从object的角度来讲的意外）修改。
   使用class的一个更大的好处是可以用它来定义多个不同对象(object)，之间没有干扰。
   这是基于对象( object) 和面向对象编程 (object-oriented programming)的概念的。这个概念中，数据和函数是对象(object)的属性(properties)，而不是像以前在结构化编程 (structured programming) 中所认为的对象(object)是函数参数。
   这里有实例(instance)，或称对象(object)。

3. 构造函数和析构函数 (Constructors and destructors)
   对象(object)在生成过程中通常需要初始化变量或分配动态内存，以便能够操作，或防止在执行过程中返回意外结果。例如，在前面的例子中，如果我们在调用函数set_values( ) 之前就调用了函数area()，将会产生什么样的结果呢？可能会是一个不确定的值，因为成员x 和 y 还没有被赋于任何值。
   为了避免这种情况发生，一个class 可以包含一个特殊的函数：构造函数constructor，它可以通过声明一个与class同名的函数来定义。当且仅当要生成一个class的新的实例 (instance)的时候，也就是当且仅当声明一个新的对象，或给该class的一个对象分配内存的时候，这个构造函数将自动被调用。

    // class example    #include <iostream.h>    class CRectangle {        int width, height;      public:        CRectangle (int,int);        /*构造函数*/        int area (void) {return (width*height);}    };    CRectangle::CRectangle (int a, int b) {        width = a;        height = b;    }/*原型和实现中都没有返回值(return value)，也没有void 类型声明。构造函数必须这样写。一个构造函数永远没有返回值，也不用声明void*/    int main () {        CRectangle rect (3,4);        CRectangle rectb (5,6);        //参数在class实例 (instance)生成的时候传递给构造函数        cout << "rect area: " << rect.area() << endl;        cout << "rectb area: " << rectb.area() << endl;    }    

   析构函数Destructor 完成相反的功能。它在objects被从内存中释放的时候被自动调用。释放可能是
   因为它存在的范围已经结束了（例如，如果object*被定义为一个函数内的本地（local）对象变量，而该函数结束了*）；
   或者是因为它是一个动态分配的对象，而被使用操作符delete 释放了。
   析构函数必须与class同名，加水波号tilde (~) 前缀，必须无返回值。
   析构函数特别适用于当一个对象被动态分配内存空间，而在对象被销毁的时我们希望释放它所占用的空间的时候。

   // example on constructors and destructors#include <iostream.h>class CRectangle {    int *width, *height;  public:    CRectangle (int,int);    ~CRectangle ();//析构函数    int area (void) {return (*width * *height);}};CRectangle::CRectangle (int a, int b) {    width = new int;    height = new int;    *width = a;    *height = b;}CRectangle::~CRectangle () {    delete width;    delete height;}//自己定义。。。int main () {    CRectangle rect (3,4), rectb (5,6);    cout << "rect area: " << rect.area() << endl;    cout << "rectb area: " << rectb.area() << endl;    return 0;}

   构造函数重载(Overloading Constructors)像其它函数一样，一个构造函数也可以被多次重载(overload)为同样名字的函数，但有不同的参数类型和个数。编译器在这里则是调用与类对象被声明时一样的那个构造函数。
   实际上，当我们定义一个class而没有明确定义构造函数的时候，编译器会自动假设两个重载的构造函数 (默认构造函数”default constructor” 和复制构造函数”copy constructor”)。例如，对以下class：

      class CExample {     public:       int a,b,c;       void multiply (int n, int m) { a=n; b=m; c=a*b; }   };

   没有定义构造函数，编译器自动假设它有以下constructor 成员函数：
   Empty constructor
   它是一个没有任何参数的构造函数，被定义为nop (没有语句)。它什么都不做。

   CExample::CExample () { };

   Copy constructor
   它是一个只有一个参数的构造函数，该参数是这个class的一个对象，这个函数的功能是将被传入的对象（object）的所有非静态（non-static）成员变量的值都复制给自身这个object。

      CExample::CExample (const CExample& rv) {       a=rv.a;  b=rv.b;  c=rv.c;   }

   这两个默认构造函数（empty construction 和 copy constructor ）只有在没有其它构造函数被明确定义的情况下才存在。如果任何其它有任意参数的构造函数被定义了，这两个构造函数就都不存在了。在这种情况下，如果你想要有empty construction 和 copy constructor ，就必需要自己定义它们。

      // overloading class constructors    #include <iostream.h>    Class CRectangle {        int width, height;      public:        CRectangle ();        CRectangle (int,int);        int area (void) {return (width*height);}    };    CRectangle::CRectangle () {        width = 5;        height = 5;    }    CRectangle::CRectangle (int a, int b) {        width = a;        height = b;    }    int main () {        CRectangle rect (3,4);        CRectangle rectb;        //传入参数的方式以及参数的有无，都得看构造函数的形式。        cout << "rect area: " << rect.area() << endl;        cout << "rectb area: " << rectb.area() << endl;    }

   在上面的例子中，rectb 被声明的时候没有参数，所以它被使用没有参数的构造函数进行初始化，也就是width 和height 都被赋值为5。
   在我们声明一个新的object的时候，如果不想传入参数，则不需要写括号()：

   CRectangle rectb; // rightCRectangle rectb(); // wrong! 

4. 类的指针(Pointers to classes)

   CRectangle * prect;//是一个指向class CRectangle类型的对象的指针。就像数据机构中的情况一样，要想直接引用一个由指针指向的对象(object)中的成员，需要使用操作符 ->。

   以下是怎样读前面例子中出现的一些指针和类操作符 (*, &, ., ->, [ ])：

   *x 读作: pointed by x （由x指向的）&x 读作: address of x（x的地址）x.y 读作: member y of object x （对象x的成员y）(*x).y 读作: member y of object pointed by x（由x指向的对象的成员y）x->y 读作: member y of object pointed by x (同上一个等价)x[0] 读作: first object pointed by x（由x指向的第一个对象）x[1] 读作: second object pointed by x（由x指向的第二个对象）x[n] 读作: (n+1)th object pointed by x（由x指向的第n+1个对象）

5. 由关键字struct和union定义的类
   类不仅可以用关键字class来定义，也可以用struct或union来定义。
   因为在C++中类和数据结构的概念太相似了，所以这两个关键字struct和class的作用几乎是一样的（也就是说在C++中struct定义的类也可以有成员函数，而不仅仅有数据成员)。两者定义的类的唯一区别在于由class定义的类所有成员的默认访问权限为private，而struct定义的类所有成员默认访问权限为public。
   union的概念与struct和class定义的类不同， 因为union在同一时间只能存储一个数据成员。但是由union定义的类也是可以有成员函数的。union定义的类访问权限默认为public。