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<title>简介类别（Class）</title>
</head>
<body>
<h3><a href="http://caterpillar.onlyfun.net/GossipCN/index.html">From
Gossip@caterpillar</a></h3>
<h1><a href="CppGossip.html">C++
Gossip: 简介类别（Class）</a></h1>
class是C++中用来封装资料的关键字，当您使用类别来定义一个物件（Object）时，您考虑这个物件可能拥有的“属性”（Property）与
“方法”（Method），属性是物件的静态描述，而方法是可施加于物件上的动态操作，您使用类别定义出这个物件的规格书，之后就可依这个规格书制作出一
个个的物件实例，并在制作过程中设定个别物件的专属特性资料。 <br>
<br>
举个例子来说，您可以定义一个“球”的模子，考虑球有各种不同的颜色（或名称），以及球最基本的球半径资讯，您想到这些资讯应该可以取得，并可以进一步取
得球的体积，当您在C++中要包装这些资讯时，您可以如下进行定义： <br>
<ul>
<li>Ball.h</li>
</ul>
<pre>#include <string><br>using namespace std;<br><br>class Ball { <br>public: <br> Ball(); <br> Ball(double, const char*); <br> Ball(double, string&); <br> <br> double radius();<br> string& name(); <br> <br> void radius(double); <br> void name(const char*); <br> void name(string&); <br> <br> double volumn(); <br><br>private:<br> double _radius; // 半径 <br> string _name; // 名称 <br>};</pre>
<br>
您在表头档案中定义类别，表头档案的名称建议与类别名称同名，一个定义良好的类别，即使在不看程式码实作的情况下，也可以从定义中看出这个类别的大致功
能；class是C++中用来定义类别的关键字，Ball是我们取得类别名称，记得一个类别的定义是这么作的： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">class Ball { </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;"> //
成员定义</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">};</span><br>
</div>
<br>
最重要的是别忘了在最后加上分号，初学C++的新手很常犯这个错误；接下来定义类别的成员，注意到public这个关键字，它表示以下所定义的成员可以使
用物件名称直接被呼叫，也称之为“公用成员”或“公开成员”，private关键字下的则是“私用成员”或“私有成员”，不可以透过物件名称直接呼叫。<br>
<br>
在类别封装时，有一个基本原则是：资讯的最小化公开。如果属性可以不公开就不公开，如果要取得或设定物件的某些属性，也是尽量透过方法成员来进行。 <br>
<br>
资讯的最小化公开原则是基于安全性的考量，避免程式设计人员随意操作属性成员而造成程式的错误，您可以在日后的程式设计中慢慢来体会；在稍后的实作中，您
将可以看到，我将不会radius与name两个私用成员直接进行存取，而是透过公开的方法来进行设定。 <br>
<br>
接下来实作类别的内容： <br>
<ul>
<li>Ball.cpp</li>
</ul>
<pre>#include <string><br>#include "Ball.h"<br>using namespace std;<br><br>// 预设建构函式<br>Ball::Ball() {<br> _radius = 0.0; <br> _name = "noname ball"; <br>}<br><br>Ball::Ball(double radius, const char *name) { <br> _radius = radius; <br> _name = name;<br>}<br><br>Ball::Ball(double radius, string &name) { <br> _radius = radius; <br> _name = name;<br>}<br><br>double Ball::radius() { <br> return _radius; <br>} <br><br>double Ball::volumn() { <br> return (4 / 3 * 3.14159 * _radius * _radius * _radius); <br>} <br><br>string& Ball::name() { <br> return _name; <br>} <br><br>void Ball::radius(double radius) { <br> _radius = radius; <br>} <br><br>void Ball::name(string &name) { <br> _name = name; <br>}<br><br>void Ball::name(const char *name) { <br> _name = name; <br>}</pre>
<br>
类别的实作档案通常与类别名称同名，如此例中的Ball.cpp，与类别名称同名的方法称之为“建构函式”（Constructor），也有人称之为“建
构子”，它没有传回值，建构函式的作用在于物件生成时自动初始一些必要的资讯，它可以被过载，以满足物件生成时不同的设定条件。 <br>
<br>
“::”称之为类别范围解析（Class scope
resolution）运算子，在实作类别方法时，在::之前指明您要实作的是哪一个类别的方法，您在实作中过载了建构函式，在不指定引数的情况下，会将
radius设定为0，而name设定为"noname
ball"，另两个建构函式则可以指定引数，无参数数建构函式是预设建构函式，如果您没有定义预设建构函式，则编译器会自动帮您产生一个无实作内容的预设
建构函式。<br>
<br>
定义好类别之后，您就可使用这个类别来建立物件，例如： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">Ball ball1; </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">Ball ball2(5.0,
"black ball");</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">string
name("yellow ball");</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">Ball ball3(10.0,
name);</span><br>
</div>
<br>
也可以这么建立物件：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">Ball ball1 = Ball(5.0,
"black ball");</span><br>
</div>
<br>
这有些类似宣告变数，使用类别建立的变数称其为“物件”（Object）或“实例”（Instant），在上例中就是ball1、ball2与ball3
三个物件，ball1物件在建立时并不指定任何参数，所以根据之前实例建构函式的内容，b1的radius将设定为0.0，name设定为"noname
ball"；ball2则给定两个参数，所以ball2的radius设定为5.0，而ball2的name设定为"black
ball"；ball3则是给定radius引数为10.0，第二个参数则给定string实例。 <br>
<br>
您可以透过公开成员来操作物件或取得物件资讯，方法是使用物件名称加上“.”运算子，例如： <br>
<div style="margin-left: 40px; font-family: Courier New,Courier,monospace;"><span style="font-weight: bold;">ball1.name("green
ball");</span><br>
</div>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout <<
ball1.name() << endl;</span><br>
<br>
</div>
以下是使用Ball类别的一个实际例子：<br>
<ul>
<li>main.cpp</li>
</ul>
<pre>#include <iostream> <br>#include "Ball.h"<br>using namespace std; <br><br>int main() {<br> Ball ball1;<br> cout << ball1.name() << "\t"<br> << ball1.volumn() <br> << endl;<br> <br> ball1.name("green ball");<br> ball1.radius(2.5);<br> cout << ball1.name() << "\t"<br> << ball1.volumn() <br> << endl;<br><br> Ball ball2(5.0, "black ball");<br> cout << ball2.name() << "\t"<br> << ball2.volumn() <br> << endl; <br> <br> string name("yellow ball");<br> Ball ball3(10.0, name);<br> <br> cout << ball3.name() << "\t"<br> << ball3.volumn() <br> << endl;<br> <br> return 0; <br>}<br></pre>
<br>
<span class="postbody">
执行结果：</span><br>
<table style="text-align: left; width: 100%;" border="0" cellpadding="2" cellspacing="2">
<tbody>
<tr>
<td style="background-color: rgb(0, 0, 0);"><small><span style="color: rgb(255, 255, 255);">noname ball
0<br>
green ball 49.0873<br>
black ball 392.699<br>
yellow ball 3141.59</span></small><span style="color: rgb(255, 255, 255);"><br>
</span></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<br>
对于简单的成员函式，您可以将之实作于类别定义中，在类别定义中即实作的函式会自动成为inline函式，例如：<br>
<ul>
<li>Ball.h</li>
</ul>
<pre>#include <string><br>using namespace std;<br><br>class Ball { <br>public: <br> Ball(); <br> Ball(double, const char*); <br> Ball(double, string&); <br> <br> // 实作于类别定义中的函式会自动inline<br> double radius() {<br> return _radius;<br> }<br> <br> string& name() {<br> return _name; <br> }<br> <br> void radius(double radius) {<br> _radius = radius;<br> } <br> <br> void name(const char *name) {<br> _name = name;<br> }<br> <br> void name(string& name) {<br> _name = name;<br> }<br> <br> double volumn() {<br> return (4 / 3 * 3.14159 * _radius * _radius * _radius); <br> }<br> <br>private:<br> double _radius; // 半径 <br> string _name; // 名称 <br>};</pre>
<br>
<ul>
<li>Ball.cpp</li>
</ul>
<pre>#include <string><br>#include "Ball.h"<br>using namespace std;<br><br>// 预设建构函式<br>Ball::Ball() {<br> _radius = 0.0; <br> _name = "noname ball"; <br>}<br><br>Ball::Ball(double radius, const char *name) { <br> _radius = radius; <br> _name = name;<br>}<br><br>Ball::Ball(double radius, string &name) { <br> _radius = radius; <br> _name = name;<br>}</pre>
<br>
在定义类别时，如果您只是需要使用到某个类别来宣告指标或是参考，但不涉及类别的生成或操作等讯息，则您可以作该类别的前置宣告（Forward
declaration），而不用含入该类别的定义，例如：<br>
<ul>
<li>Test.h</li>
</ul>
<pre>class Ball;<br><br>class Test { <br>public:<br> Test();<br> Test(Ball*); <br> <br> Ball* ball(); <br> void ball(Ball*);<br><br>private:<br> Ball *_ball; // 名称 <br>};<br></pre>
<br>
在定义Test类别时，您尚未真正使用Ball来建构物件进行操作，您只是用它来宣告一些名称，则您只要使用前置宣告就可以了，实际实作类别时再含入
Ball.h表头档即可，例如：<br>
<ul>
<li>Test.cpp</li>
</ul>
<pre>#include "Test.h"<br>#include "Ball.h"<br><br>Test::Test() { <br> _ball = new Ball;<br>}<br><br>Test::Test(Ball *ball) {<br> _ball = ball;<br>}<br><br>Ball* Test::ball() {<br> return _ball;<br>}<br><br>void Test::ball(Ball *ball) {<br> _ball = ball; <br>}<br></pre>
<br>
如果您的类别定义有单一参数的建构函式（或除了第一个参数之外，其它参数都有预设值的建构函式），则预设会有自动转换的作用，例如：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">class Ball { </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">public: </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
Ball(const char*); </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;"> ...</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">};</span><br>
</div>
<br>
则您可以使用以下的方式来建构物件并初始化：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">Ball ball = "Green
ball";</span><br>
</div>
<br>
预设的转换行为是由编译器施行的，但有时是有危险的，如果您不希望编译器自作主张，则您可以使用explicit修饰，告诉编译器不要自作主张：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">class Ball { </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">public: </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
explicit Ball(const char*); </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;"> ...</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">};</span><br>
<span style="font-weight: bold; font-style: italic;"></span></div>
<span style="font-weight: bold; font-style: italic;"><br>
<br>
</span><br>
</body>
</html>
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