本篇内容包括：

• 过程性编程和面向对象编程
• 类概念
• 如何定义和实现类
• 公有类访问和私有类访问
• 类的数据成员
• 类方法（类函数成员）
• 创建和使用类对象
• 类的构造函数和析构函数
• const成员函数
• this指针
• 创建对象数组
• 类作用域
• 抽象数据类型

第10章 对象和类

下面是最重要的OOP特性：

• 抽象
• 封装和数据隐藏
• 多态
• 继承
• 代码的可重用性

• 为了实现这些特性并将它们组合在一起，C++ 所做的最重要的改进是提供了类。

10.1 过程性编程和面向对象编程

• 采用 OOP 方法时，首先从用户的角度考虑对象——描述对象所需的数据以及描述用户与数据交互所需的操作。完成对接口的描述后，需要确定如何实现接口和数据存储。最后，使用新的设计方案创建出程序。

10.2 抽象和类

10.2.1 类型是什么

• 指定基本类型完成了三项工作
  • 决定数据对象需要的内存数量
  • 决定如何解释内存中的位
  • 决定可使用数据对象执行的操作或方法

10.2.2 C++ 中的类

• 通常，C++ 程序员将接口（类定义）放在头文件中，并将实现（类方法的代码）放在源代码文件中。
• 防止程序直接访问数据被称为数据隐藏
• 数据项通常放在私有部分
• 不必在类声明中使用关键字private，因为这是类对象的默认访问控制

10.2.3 实现类成员函数

• 类方法的完整名称中包括类名。形如 Stock::update() 的是函数的限定名（qualified name），而 update() 是函数的缩写（非限定名，unqualified name），只能在类作用域中使用
• 定义位于类声明中的函数都将自动成为内联函数；当然，也可以在外部定义并加上 inline 限定符
  • 内联函数要求在每个使用它们的文件中都对其定义，所以最好将内联定义放在定义类的头文件中

10.3 类的构造函数和析构函数

• 与 struct 不同，下面的列表初始化是不被允许的，因为这相当于访问了私有变量。构造函数默认好像只有拷贝和无参两种。

  1 2	class ABC { int a, b, c; }; ABC x{1, 2, 3};

10.3.2 使用构造函数

• 构造函数可以和 new 连用：

  1	Foo *bar = new Foo(2, 3, 3);

• 下面两条语句有根本性的差别

  1 2	Foo bar1 = Foo(2, 3, 3); bar2 = Foo(2, 3, 3);

  第一行是初始化，可能会创建临时对象也可能不会；第二行是赋值，一定会创建临时对象
• 只要与某个构造函数的参数列表匹配，就可以使用列表初始化
• 接受一个参数的构造函数允许使用赋值语法将对象初始化为一个值（当然，如果有一个接受一个 int 的构造函数和一个接受一个 long 的构造函数，这种语法是不可用的）

  1	Classname object = value;

  1 2	void Foo(Classname object); Foo(value);

10.3.3 默认构造函数

• 默认构造函数不初始化成员
• 当且仅当没有定义任何构造函数时，编译器才会提供默认构造函数

10.3.4 析构函数

• 有些编译器可能会过一段时间才删除临时对象，因此析构函数的调用有可能会延迟

10.3.5 const 成员函数

• 下面第一段代码不一定能够过编，因为 show() 方法无法确保调用对象不被修改。第二段是解决方案

  1 2	const Foo bar = Foo(2, 3, 3); bar.show();

  1 2 3

  void Foo::show() const { /* details omitted */ }

• 只要类方法不修改调用对象，就应将其声明为 const

10.5 对象数组

• 可以用构造函数来初始化数组元素。在这种情况下，必须为每个元素调用构造函数

  1 2 3 4 5

  Foo bar[3] { Foo(2, 3, 3), Foo(2, 3, 3), Foo(2, 3, 3) }；

10.6 类作用域

• 类作用域意味着不能从外部直接访问类的成员。所以，要调用公有成员函数，必须通过对象

10.6.1 作用域为类的常量

• const 常量不能出现在类中。因为声明类只是描述的对象的形式，并没有创建对象。因此，在创建对象前，将没有用于储存值的空间。
• 有三种方法可以解决这个问题
  • 在类中声明一个枚举，但这种方式对类型有限制

    1	class Foo { enum { bar = 12 }; };

  • 使用 static。这个常量与别的静态变量储存在一起，被所有对象共享。注意，初始化只能在类声明外（一般写在方法文件中而不是类声明文件中，防止出现多个初始化副本）（如果常量类型是整形则可以在类声明内初始化）

    1 2	class Foo { static const double bar; }; const double Foo::bar = 12;

  • 在构造函数中初始化常量（详见 12.7.1）

10.6.2 作用域内枚举

• 为避免不同的枚举定义中的枚举量重名，C++11 提供一种作用域为类的新枚举（这里面，class 和 struct 关键字效果相同）（不仅在类中可以定义，别的地方也可以）

  1 2 3 4

  enum class egg { small, medium, large, jumbo }; enum struct t_shirt { small, medium, large, xlarge }; egg choice = egg::large; t_shirt Floyd = t_shirt::large;

• 为提供作用域内枚举的类型安全，这种特殊的枚举形式不支持隐式地转换为整型
• 对于作用域枚举，默认情况下底层类型为 int。当然，也可以手动调整，但必须是一个整型

  1	enum class alphabet : char { a = 'a', b, c, d };

10.7 抽象数据类型

• 抽象数据类型（abstract data type，ADT）以通用的方式描述数据类型，而没有引入语言或实现细节。比如栈。