C++中的Class：定義自定義數據類型

在C++中，Class是一種重要的概念。它允許我們定義自己的數據類型，讓我們可以更靈活地組織數據和實現功能。本文將詳細介紹Class的定義方法、成員變數與成員函數、構造函數與析構函數、訪問許可權、繼承和多態等方面。

一、Class的定義方法

定義一個Class的方法非常簡單，只需使用關鍵字class和一對花括弧即可：

class MyClass {
    // 成員變數和成員函數
};

接下來，我們將介紹如何在Class內部定義成員變數和成員函數。

二、成員變數和成員函數

在Class內部，我們可以定義成員變數和成員函數。成員變數是Class內部存儲數據的變數，成員函數是Class內部實現功能的函數。

在Class中，成員變數和成員函數都是通過訪問許可權來限制外部的訪問，在下一節中我們將詳細介紹。

定義成員變數的方法與定義普通變數相同，只需要將其放在Class的內部即可。例如：

class MyClass {
public:
    int x; // 公有成員變數x
    double y; // 公有成員變數y
private:
    char z; // 私有成員變數z
};

上面的例子定義了一個Class MyClass，包括三個成員變數：公有成員變數x和y，私有成員變數z。下面是定義成員函數的方法：

class MyClass {
public:
    void func1(); // 公有成員函數func1
    int func2(int a, int b); // 公有成員函數func2
private:
    char z; // 私有成員變數z
};

上面的例子定義了兩個成員函數：公有成員函數func1和func2。注意，在Class外部定義成員函數時需要在函數名前加上Class名和作用域解析運算符”::”。例如：

void MyClass::func1() {
    // 實現函數功能
}

三、訪問許可權

在前面的例子中，我們使用了關鍵字public和private來限制成員變數和成員函數的訪問許可權。這兩個關鍵字分別表示公有和私有。

公有成員可以被任何函數訪問，私有成員只能被Class內部的成員函數訪問。例如：

class MyClass {
public:
    int x; // 公有成員變數x
private:
    int y; // 私有成員變數y
public:
    void func1() {
        y = 10; // 正確，func1是MyClass內部的成員函數
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.x = 20; // 正確，x是公有成員
    obj.y = 30; // 錯誤，y是私有成員
    obj.func1(); // 正確，func1是公有成員函數
    return 0;
}

在上面的例子中，obj.x是公有成員變數，可以在main函數中被訪問；obj.y是私有成員變數，不能在main函數中被訪問；obj.func1()是公有成員函數，可以在main函數中被調用。

四、構造函數和析構函數

構造函數和析構函數分別用於創建對象和銷毀對象。

構造函數是一個特殊的函數，用於在對象創建時執行一些必要的初始化操作。在Class中，構造函數的名稱必須與Class名稱相同，不返回任何值。例如：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 構造函數實現初始化操作
    }
};

析構函數也是一個特殊的函數，用於在對象銷毀時執行一些必要的清理操作，例如釋放內存等。在Class中，析構函數與Class名稱相同，以一個波浪線”~”開頭，不接受任何參數。例如：

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        // 構造函數實現初始化操作
    }
    ~MyClass() {
        // 析構函數實現清理操作
    }
};

在上面的例子中，當創建一個MyClass對象時會執行構造函數內部的初始化操作，當銷毀一個MyClass對象時會執行析構函數內部的清理操作。

五、繼承與多態

繼承是面向對象編程中的一個重要概念。它允許創建一個新的Class，通過繼承原有Class的成員變數和成員函數來擴展其功能。在C++中，通過在新的Class定義中使用”extends”關鍵字和原有Class名稱來實現繼承。例如：

class MyBaseClass {
public:
    int x;
    void func1();
};

class MyDerivedClass extends MyBaseClass { // 繼承自MyBaseClass
public:
    int y;
    void func2();
};

在上面的例子中，MyDerivedClass繼承自MyBaseClass，並且添加了一個新的成員變數y和一個新的成員函數func2()。

多態是面向對象編程的另一個重要概念。它允許使用一個通用介面來處理不同類型的對象。在C++中，多態通過虛函數來實現。虛函數可以在基類中聲明，並在派生類中重寫實現。例如：

class MyBaseClass {
public:
    virtual void func1(); // 聲明虛函數
};

class MyDerivedClass extends MyBaseClass {
public:
    void func1(); // 重寫虛函數
};

int main() {
    MyBaseClass *obj1 = new MyBaseClass(); // 創建基類對象
    MyDerivedClass *obj2 = new MyDerivedClass(); // 創建派生類對象
    obj1->func1(); // 調用基類的虛函數
    obj2->func1(); // 調用派生類的虛函數
    return 0;
}

在上面的例子中，MyDerivedClass重寫了MyBaseClass的虛函數。當通過基類指針調用func1()時，會根據對象實際類型的不同來執行不同的函數。

結束語

通過Class，我們可以定義自己的數據類型，並且具有訪問控制、構造函數和析構函數、繼承和多態等多種特性。掌握這些特性對於C++程序開發來說非常重要。希望本文能夠為C++初學者提供一些幫助。