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C++類的定義和對象的創(chuàng)建詳解

更新時(shí)間：2021年09月25日 16:51:08 作者：編程幫

本篇文章重點(diǎn)講解了兩種創(chuàng)建對象的方式：一種是在棧上創(chuàng)建，形式和定義普通變量類似；另外一種是在堆上使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建，必須要用一個指針指向它，下面和小編一起來學(xué)習(xí)下面為文章的內(nèi)容

類是創(chuàng)建對象的模板，一個類可以創(chuàng)建多個對象，每個對象都是類類型的一個變量；創(chuàng)建對象的過程也叫類的實(shí)例化。每個對象都是類的一個具體實(shí)例（Instance），擁有類的成員變量和成員函數(shù)。

有些教程將類的成員變量稱為類的屬性（Property），將類的成員函數(shù)稱為類的方法（Method）。在面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，經(jīng)常把函數(shù)（Function）稱為方法（Method）。

與結(jié)構(gòu)體一樣，類只是一種復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的聲明，不占用內(nèi)存空間。而對象是類這種數(shù)據(jù)類型的一個變量，或者說是通過類這種數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建出來的一份實(shí)實(shí)在在的數(shù)據(jù)，所以占用內(nèi)存空間。

1、類的定義

類是用戶自定義的類型，如果程序中要用到類，必須提前說明，或者使用已存在的類（別人寫好的類、標(biāo)準(zhǔn)庫中的類等），C++語法本身并不提供現(xiàn)成的類的名稱、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。

一個簡單的類的定義：

class Student{
public:
    //成員變量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //成員函數(shù)
    void say(){
        cout<<name<<"的年齡是"<<age<<"，成績是"<<score<<endl;
    }
};

class是 C++ 中新增的關(guān)鍵字，專門用來定義類。Student是類的名稱；類名的首字母一般大寫，以和其他的標(biāo)識符區(qū)分開。{ }內(nèi)部是類所包含的成員變量和成員函數(shù)，它們統(tǒng)稱為類的成員（Member）；由{ }包圍起來的部分有時(shí)也稱為類體，和函數(shù)體的概念類似。public也是 C++ 的新增關(guān)鍵字，它只能用在類的定義中，表示類的成員變量或成員函數(shù)具有“公開”的訪問權(quán)限，初學(xué)者請先忽略該關(guān)鍵字，

注意：在類定義的最后有一個分號;，它是類定義的一部分，表示類定義結(jié)束了，不能省略。
整體上講，上面的代碼創(chuàng)建了一個 Student 類，它包含了 3 個成員變量和 1 個成員函數(shù)。

類只是一個模板（Template），編譯后不占用內(nèi)存空間，所以在定義類時(shí)不能對成員變量進(jìn)行初始化，因?yàn)闆]有地方存儲數(shù)據(jù)。只有在創(chuàng)建對象以后才會給成員變量分配內(nèi)存，這個時(shí)候就可以賦值了。

類可以理解為一種新的數(shù)據(jù)類型，該數(shù)據(jù)類型的名稱是 Student。與 char、int、float 等基本數(shù)據(jù)類型不同的是，Student 是一種復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，可以包含基本類型，而且還有很多基本類型中沒有的特性，以后大家會見到。

2、創(chuàng)建對象

有了 Student 類后，就可以通過它來創(chuàng)建對象了，例如：

Student liLei;  //創(chuàng)建對象

Student是類名，liLei是對象名。這和使用基本類型定義變量的形式類似：

int a;  //定義整型變量

從這個角度考慮，我們可以把 Student 看做一種新的數(shù)據(jù)類型，把 liLei 看做一個變量。

在創(chuàng)建對象時(shí)，class 關(guān)鍵字可要可不要，但是出于習(xí)慣我們通常會省略掉 class 關(guān)鍵字，例如：

class Student LiLei;  //正確
Student LiLei;  //同樣正確

除了創(chuàng)建單個對象，還可以創(chuàng)建對象數(shù)組：

Student allStu[100];

該語句創(chuàng)建了一個 allStu 數(shù)組，它擁有100個元素，每個元素都是 Student 類型的對象。

3、訪問類的成員

創(chuàng)建對象以后，可以使用點(diǎn)號.來訪問成員變量和成員函數(shù)，這和通過結(jié)構(gòu)體變量來訪問它的成員類似，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;
//類通常定義在函數(shù)外面
class Student{
public:
    //類包含的變量
    char *name;
    int age;
    float score;
    //類包含的函數(shù)
    void say(){
        cout<<name<<"的年齡是"<<age<<"，成績是"<<score<<endl;
    }
};
int main(){
    //創(chuàng)建對象
    Student stu;
    stu.name = "小明";
    stu.age = 15;
    stu.score = 92.5f;
    stu.say();
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

小明的年齡是15，成績是92.5

stu 是一個對象，占用內(nèi)存空間，可以對它的成員變量賦值，也可以讀取它的成員變量。

類通常定義在函數(shù)外面，當(dāng)然也可以定義在函數(shù)內(nèi)部，不過很少這樣使用。

4、使用對象指針

C語言中經(jīng)典的指針在 C++ 中仍然廣泛使用，尤其是指向?qū)ο蟮闹羔?，沒有它就不能實(shí)現(xiàn)某些功能。

上面代碼中創(chuàng)建的對象 stu 在棧上分配內(nèi)存，需要使用&獲取它的地址，例如：

Student stu;
Student *pStu = &stu;

pStu 是一個指針，它指向 Student 類型的數(shù)據(jù)，也就是通過 Student 創(chuàng)建出來的對象。

當(dāng)然，你也可以在堆上創(chuàng)建對象，這個時(shí)候就需要使用前面講到的new關(guān)鍵字（C++ new和delete運(yùn)算符簡介），例如：

Student *pStu = new Student;

在棧上創(chuàng)建出來的對象都有一個名字，比如 stu，使用指針指向它不是必須的。但是通過 new 創(chuàng)建出來的對象就不一樣了，它在堆上分配內(nèi)存，沒有名字，只能得到一個指向它的指針，所以必須使用一個指針變量來接收這個指針，否則以后再也無法找到這個對象了，更沒有辦法使用它。也就是說，使用 new 在堆上創(chuàng)建出來的對象是匿名的，沒法直接使用，必須要用一個指針指向它，再借助指針來訪問它的成員變量或成員函數(shù)。

棧內(nèi)存是程序自動管理的，不能使用 delete 刪除在棧上創(chuàng)建的對象；堆內(nèi)存由程序員管理，對象使用完畢后可以通過 delete 刪除。在實(shí)際開發(fā)中，new 和 delete 往往成對出現(xiàn)，以保證及時(shí)刪除不再使用的對象，防止無用內(nèi)存堆積。

棧（Stack）和堆（Heap）是 C/C++ 程序員必須要了解的兩個概念，我們已在《C語言內(nèi)存精講》專題中進(jìn)行了深入講解，相信你必將有所頓悟。

有了對象指針后，可以通過箭頭->來訪問對象的成員變量和成員函數(shù)，這和通過結(jié)構(gòu)體指針來訪問它的成員類似，請看下面的示例：

pStu -> name = "小明";
pStu -> age = 15;
pStu -> score = 92.5f;
pStu -> say();
下面是一個完整的例子：
#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
public:
    char *name;
    int age;
    float score;
    void say(){
        cout<<name<<"的年齡是"<<age<<"，成績是"<<score<<endl;
    }
};
int main(){
    Student *pStu = new Student;
    pStu -> name = "小明";
    pStu -> age = 15;
    pStu -> score = 92.5f;
    pStu -> say();
    delete pStu;  //刪除對象
    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：