C++編程入門系列之十三（類與對象：類的聲明、成員的訪問控制和對象）
雞啄米上講中介紹了面向對象設計的基本思想和特點，主要是讓大家在編程入門時于思維中初步建立面向對象設計的概念。這一講開始講面向對象設計中最重要的概念–類，及由類引申出來的一些知識。
在面向過程的設計中，程序的模塊是函數構成的，而面向對象設計中程序模塊是類構成的。函數只是語句和數據的封裝，而類是函數與數據的封裝，對比下肯定是面向對象設計更重量級了，更適合大型程序的開發。
其實，類就是一種自定義數據類型，跟一般的類型如int、char等有很多相似之處。我們可以定義int型的變量，同樣也可以定義某個類類型的變量，用類定義的變量叫做類的對象，這種定義對象的過程叫做實例化。
1.類的聲明
類聲明的語法形式如下：
class 類名稱
{
public:
公有成員（外部接口）
protected:
保護型成員
private:
私有成員
}
當然，這裏的public、protected和private關鍵字可以任意換順序，比如先聲明私有成員再聲明其他的也可以，每個關鍵字也可以出現多次，比如聲明一些public的成員，後面又出了個public聲明瞭另一些成員，也是可以的，但是一般我們還是按照上面的形式來聲明類。
這裏還是拿時鐘當例子，聲明一個類來描述時鐘：
class Clock
{
public:
void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);
void ShowTime();
private:
int Hour,Minute,Second;
};
類Clock封裝了時鐘的數據和行爲，分別叫Clock類的數據成員和函數成員。在類的聲明中只聲明函數的原型（也就是沒有函數的具體實現），函數的實現也就是函數體可以在類外定義，當然也可以寫在類聲明裏，那樣就成爲隱式聲明的內聯函數。後面會講。下面是在類外寫函數實現的方式：
void Clock::SetTime(int NewH, int NewM, int NewS)
{
Hour=NewH;
Minute=NewM;
Second=NewS;
}
void Clock::ShowTime()
{
cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
}
注意：函數名前面要加上它所屬的類，用來說明它屬於哪個類.
這樣就完成了Clock類的聲明。首先用關鍵字class聲明類的名稱Clock，然後說明Clock類的數據成員和函數成員，通過public、private關鍵字來說明類成員的訪問控制屬性，最後給出成員函數的實現.
2.類成員的訪問控制
我們再通過時鐘來看看訪問控制機制。正常使用時我們只能通過時鐘面板來看時間，通過按鈕或旋鈕來調整時間，所以，面板和按鈕或旋鈕就是時鐘的外部接口，時鐘類Clock的SetTime和ShowTime就是Clock類的外部接口。除了這樣使用時鐘，我們不能拆開時鐘在內部直接改時間，那樣會弄壞時鐘的，所以時鐘的時間是私有成員，Clock類的Hour、Minute、Second都是其私有成員，外部不能直接訪問，只能通過外部接口來訪問。
類成員訪問權限的控制是通過設置成員的訪問控制屬性來實現的。訪問控制屬性有三種：公有類型（public）、私有類型（private）和保護類型（protected)。
公有類型聲明瞭類的外部接口。公有類型成員用public關鍵字聲明。外部訪問必須通過外部接口進行。比如，對於Clock類，外部想查看或改變時間只能通過SetTime和ShowTime兩個公有類型的函數實現。
private後面聲明的是類的私有類型成員。如果沒有標明訪問控制屬性則默認爲private。比如，類Clock聲明中，如果那個public沒有的話，那麼SetTime和ShowTime函數就都默認是private的。私有類型成員只能由本類中的成員函數訪問，外部不能訪問。Clock類中Hour、Minute、Second都是私有類型成員。
保護類型的成員和私有類型成員權限相似，差別就是某個類派生的子類中的函數能夠訪問它的保護成員，這個後面會講到。
3.類的成員函數
函數原型的聲明要寫在類主體中，原型說明了函數的參數類型和個數及返回值類型。而函數的具體實現是類聲明之外的，但是跟普通函數不同的是，寫函數實現時要在前面加上類名，指明所屬的類。具體的形式爲：
返回值類型 類名::函數成員名(參數表)
{
函數體
}
類的成員函數也可以由默認參數值，它的調用規則跟之前講的普通函數相同。
類的比較簡單的成員函數也可以聲明爲內聯函數，和普通內聯函數一樣，編譯時也會將內聯函數的函數體插入到每個調用它的地方。內聯函數的聲明有兩種方式：隱式聲明和顯式聲明。
把函數體直接放到類主體內，這種方式就是隱式聲明。比如，將時鐘類的ShowTime聲明爲內聯函數，可以寫成：
class Clock
{
public:
void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);
void ShowTime()
{ cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl; }
private:
int Hour,Minute,Second;
};
爲了程序的可讀性，讓大家一看就知道是內聯函數，一般還是用關鍵字inline顯式聲明。就像普通內聯函數那樣，在函數實現時在函數返回值類型前加上inline，聲明中不加入函數體，還是拿時鐘類的ShowTime舉例：
inline void Clock::ShowTime()
{
cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
}
效果上，顯式聲明和隱式聲明內聯函數的效果是完全一樣的。
4.對象
類的對象就是具有該類類型的特定實體。就像一般類型的變量一樣，類是自定義數據類型，對象就是該類類型的變量。聲明一個對象和聲明變量的方式是一樣的: 類名 對象名;。比如，聲明一個時鐘類的對象：Clock myClock;。聲明瞭對象後就可以訪問對象的公有成員，這種訪問需要採用“.”操作符，調用公有成員函數的一般形式是：對象名.公有成員函數名(參數表)，訪問公有數據成員的形式是：對象名.公有數據成員。當然，一般數據是私有類型的，但是也不排除有時是公有類型的。例如，可以用myClock.ShowTime()的形式訪問對象myClock的成員函數ShowTime()。
雞啄米給大家一個完整的程序舉例：
#include <iostream>
using namespace std;
// 第一部分
class Clock //定義時鐘類
{
public:
void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);
void ShowTime();
private:
int Hour,Minute,Second;
};
// 第二部分 實現類的成員函數
void Clock::SetTime(int NewH, int NewM, int NewS)
{
Hour=NewH;
Minute=NewM;
Second=NewS;
}
void Clock::ShowTime()
{
cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
}
// 第三部分 在主函數中聲明及調用
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
Clock myClock;
myClock.SetTime(8,30,30);
myClock.ShowTime();
return 0;
}
本程序就像註釋的那樣可以分爲三個比較獨立的部分，第一個部分是類Clock的定義，第二個部分是成員函數的具體實現，第三個部分是主函數main。大家可以在vs2010上運行這個程序，然後加些語句實現自己想要的一些其他功能。
雞啄米這節給大家講了類的聲明、類成員的訪問控制、類的成員函數及對象，內容不少，大家穩住心態慢慢理解，有問題在雞啄米博客留言討論吧。
思考：
- 類的成員訪問控制符有哪幾種？分別有什麼區別？
- 內聯函數的聲明有哪兩種方式？分別對應的形式是什麼？
- 對象和類的區別是什麼？
9/5/2016 3:04:52 PM
轉自雞啄米