类的基本思想是数据抽象和封装。数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程技术。
定义抽象数据类型
举个例子,设计sales_data类,它的接口应该包括以下操作:
- 一个isbn成员函数,用于返回对象的ISBN编号
- 一个combine成员函数,用于将一个Sales_data对象加到另一个对象上
- 一个名为add的函数,执行两个Sales_data对象的加法
- 一个名为read的函数,将数据从istream读入到Sales_data对象中
- 一个print函数,将Sales_data对象的值大隐刀ostream
类的定义应如下
struct Sales_data{
std::string isbn const {return bookNo;}
Sales_data& combine(const Sales_data&);
double avg_price() const;
std::string bookNo;
unsigned units_sold=0;
double revenue=0.0;
}
Sales_data add(const Sales_data&, const Sales_data&);
std::ostream &print(std::ostream&,const Sales_data&);
std::istream &read(std::istream&,Sales_data&);
定义成员函数
- 引入const成员函数
isbn的一个关键之处就是列表后的const关键字,const的作用是修改隐式的this指针。因为在return bookNo时,相当于return this->bookNo。默认情况下,this指针的类型是指向类类型的非常量指针。意味着我们不能把this绑定到一个常量对象上。这一情况使我们无法在一个常量对象上调用普通的成员函数。C++语法的做法是允许把const关键字放在成员函数的参数列表之后,此时,紧跟在列表后面的const 表示this 是一个指向常量的指针,像这样的const的成员函数被称为常量成员函数。 - 有 const 修饰的成员函数(指 const 放在函数参数表的后面,而不是在函数前面或者参数表内),只能读取数据成员,不能改变数据成员;没有 const 修饰的成员函数,对数据成员则是可读可写的。
- 除此之外,在类的成员函数后面加 const 可以让常量(即 const)对象调用 const 成员函数,而不能调用非const修饰的函数
在类的外部定义成员函数
如果成员被声明为常量成员函数,那么定义必须也在参数列表后面指定const属性。
double Sales_data::avg_price() const {
//...
}
- 定义一个返回this对象的函数
函数combine的设计类似于+=,调用该函数的对象代表的是赋值运算符左侧的运算对象,右侧运算符对象则通过显示的实参被传入函数:
Sales_data& Sales_data::combine(const Sales_data &rhs)
{
unite_sold+=rhs.units_sold;
//...
retuen *this;
}
- 定义类相关的非成员函数
istream &read(istream &is,Sales_data &item)
{
is >> item.bookNo >> ;
//....
return is;
}
ostream &print(ostream &os, const Sales_data &item)
{
os <<item.isbn();
return os;
}
构造函数
每个类都定义了他们初始化的方式,类通过一个或几个特殊的成员函数来控制对象的初始化过程,这些幻术叫做构造函数。构造函数的任务是初始化类的数据成员,无论何时,只要类的对象被创建,就会指向构造函数。
不同于其他成员函数,构造函数不能被声明成const的。当我们创建一个const对象时。知道构造函数完成初始化过程,对象才能真正取得其“常量”属性。因此,构造函数在const对象的构造过程中可以向其写值。
合成的默认构造函数
Sales_data total;
Sales_data trans;
类通过一个特殊的构造函数来控制默认初始化过程,这个函数叫做默认构造函数。默认构造函数无需任何实参。
- 如果存在类内的初始值,用他们来初始化成员
- 否则,默认初始化该成员。
如Sales_data为units_sold和revenue提供了初始值,所以合成的默认构造函数将使用这些初始化对应的成员;同时,它把bookNo
默认初始化成了一个空字符串。
某些类不能依赖合成的默认构造函数
合成构造函数只适合比较简单的类,因为合成的默认构造函数可能执行错误的操作。
- 定义Sales_data的构造函数
对于此类,我们使用下面4个不同的构造函数
struct Sales_data{
Sales_data() = default;
Sales_data(const std::string &s):bookNo(s){}
Sales_data(const std::string &s,unsigned n, double p):
bookNo(s),units_sold(n),revenue(p*n){}
Sales_data(std::istream &);
std::string isbn const {return bookNo;}
Sales_data& combine(const Sales_data&);
double avg_price() const;
std::string bookNo;
unsigend units_sold=0;
double revenue=0.0;
}
=defaule 的含义
如果我们需要默认的行为,那么可以通过在参数列表后面上=default来要求编译器生成构造函数。=defaut既可以和声明一起出现在类的内部,也可以作为定义出现在类的外部。
- 构造函数的初始化列表
冒号以及冒号和花括号之间的代码:如(bookNo(s),units_sold(n),revenue(pn))。我们把新出现的部分称为构造函数初始值列表* - 在类的外部定义构造函数
Sales_data::Sales_data(std::istream &is)
{
read(is,*this);//read函数的作用是从is中读取一条交易信息然后存入this对象中
}
拷贝,赋值和构造
除了如何初始化之外,类还需要控制拷贝、赋值和销毁对象时发生的行为。对象在几种情况下会被拷贝。如我们初始化变量以及值传递或返回一个对象等。当使用赋值运算符会发生赋值操作。当对象不再存在时,需要进行销毁操作。
如果不定义,则编译器会替我们合成它们。
某些类不能依赖合成的版本。
参考:C++primer 第五版