背景

當(dāng)我們?cè)诰帉?xiě)程序時(shí)，經(jīng)常需要定義一些數(shù)據(jù)類型，這些數(shù)據(jù)類型可以封裝數(shù)據(jù)和函數(shù)，以便我們更好地組織和管理代碼。C++中的類就是一種用于定義新的數(shù)據(jù)類型的機(jī)制，它允許我們將數(shù)據(jù)和函數(shù)封裝在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的模塊，這個(gè)模塊可以被其他代碼重復(fù)使用。

類的定義和聲明

類是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，它可以包含數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。數(shù)據(jù)成員是類的屬性，成員函數(shù)是類的行為。類定義了一種新的數(shù)據(jù)類型，我們可以使用這種數(shù)據(jù)類型來(lái)創(chuàng)建對(duì)象，每個(gè)對(duì)象都有自己的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，在C++中，我們使用class關(guān)鍵字來(lái)定義一個(gè)類。類的定義包括類名、數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的類定義的例子：

class Person {
public:
    // 成員函數(shù)
    void sayHello() {
        std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
    }
private:
    // 數(shù)據(jù)成員
    std::string name;
    int age;
};

在這個(gè)例子中，我們定義了一個(gè)名為Person的類，它有一個(gè)公有成員函數(shù)sayHello和兩個(gè)私有數(shù)據(jù)成員name和age。公有成員函數(shù)可以被任何代碼訪問(wèn)，而私有數(shù)據(jù)成員只能被類的成員函數(shù)訪問(wèn)。

構(gòu)造函數(shù)

在C++中，構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，用于初始化對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。構(gòu)造函數(shù)的名稱與類的名稱相同，沒(méi)有返回類型，可以有參數(shù)。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，構(gòu)造函數(shù)會(huì)自動(dòng)調(diào)用，以初始化對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。

class MyClass {
public:
    int publicVar;
    MyClass(int var) {
        publicVar = var;
    }
};

在上面的示例中，MyClass類有一個(gè)帶有一個(gè)整數(shù)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，用于初始化publicVar數(shù)據(jù)成員。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)MyClass對(duì)象時(shí)，可以傳遞一個(gè)整數(shù)參數(shù)來(lái)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，以初始化publicVar數(shù)據(jù)成員。

?需要注意的是，如果一個(gè)類沒(méi)有定義構(gòu)造函數(shù)，則編譯器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)沒(méi)有參數(shù)，不執(zhí)行任何操作，只是將對(duì)象的數(shù)據(jù)成員初始化為默認(rèn)值。

?

如果一個(gè)類有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，則可以使用函數(shù)重載來(lái)實(shí)現(xiàn)。函數(shù)重載是指在同一個(gè)作用域內(nèi)定義多個(gè)函數(shù)，它們具有相同的名稱但不同的參數(shù)列表。當(dāng)調(diào)用一個(gè)重載函數(shù)時(shí)，編譯器會(huì)根據(jù)傳遞的參數(shù)類型和數(shù)量來(lái)確定要調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。

class MyClass {
public:
    int publicVar;
    MyClass() {
        publicVar = 0;
    }
    MyClass(int var) {
        publicVar = var;
    }
};

在上面的示例中，MyClass類有兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)，一個(gè)是默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，另一個(gè)是帶有一個(gè)整數(shù)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)MyClass對(duì)象時(shí)，可以選擇調(diào)用哪個(gè)構(gòu)造函數(shù)來(lái)初始化publicVar數(shù)據(jù)成員。

析構(gòu)函數(shù)

C++中的析構(gòu)函數(shù)（Destructor）是一種特殊的成員函數(shù)，它在對(duì)象被銷毀時(shí)自動(dòng)調(diào)用。它的作用是釋放對(duì)象占用的資源，比如堆上的內(nèi)存、文件句柄、數(shù)據(jù)庫(kù)連接等等。

C++中的析構(gòu)函數(shù)使用一個(gè)波浪線（~）作為前綴，后跟類的名稱。它不接受任何參數(shù)，也沒(méi)有返回值，因?yàn)樗闹饕饔檬窃趯?duì)象被銷毀時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。析構(gòu)函數(shù)的名稱與類名稱相同，但前面有一個(gè)波浪線符號(hào)。

例如，下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的類和它的析構(gòu)函數(shù)的示例：

class MyClass {
public:
    // 構(gòu)造函數(shù)
    MyClass() {
        // 構(gòu)造函數(shù)代碼
    }

    // 析構(gòu)函數(shù)
    ~MyClass() {
        // 析構(gòu)函數(shù)代碼
    }
};

當(dāng)程序中創(chuàng)建一個(gè)MyClass對(duì)象時(shí)，構(gòu)造函數(shù)將被自動(dòng)調(diào)用以初始化對(duì)象。當(dāng)對(duì)象的生命周期結(jié)束時(shí)，析構(gòu)函數(shù)將自動(dòng)調(diào)用以清理對(duì)象所占用的資源。

?需要注意的是，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被銷毀時(shí)，它的析構(gòu)函數(shù)會(huì)自動(dòng)遞歸調(diào)用所有成員變量的析構(gòu)函數(shù)，直到所有占用的資源都被釋放為止。如果一個(gè)類中有指向堆上分配的內(nèi)存的指針，需要在析構(gòu)函數(shù)中手動(dòng)釋放這些內(nèi)存，以避免內(nèi)存泄漏。

?

實(shí)例化

在C++中，要實(shí)例化一個(gè)類，你需要?jiǎng)?chuàng)建該類的對(duì)象。這可以通過(guò)聲明一個(gè)類類型的變量，然后使用new關(guān)鍵字調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來(lái)完成。例如，如果你有一個(gè)名為MyClass的類，你可以按如下方式創(chuàng)建該類的對(duì)象：

MyClass* obj = new MyClass();

這將創(chuàng)建一個(gè)MyClass類的新對(duì)象，并返回指向該對(duì)象的指針。然后，你可以使用->運(yùn)算符訪問(wèn)對(duì)象的公共成員。例如，如果MyClass有一個(gè)名為publicVar的公共成員，你可以按如下方式訪問(wèn)它：

obj->publicVar = 42;

另外，你也可以不使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建該類的對(duì)象。例如：

MyClass obj;

這將在堆棧上創(chuàng)建一個(gè)MyClass類的新對(duì)象。然后，你可以使用.運(yùn)算符訪問(wèn)對(duì)象的公共成員。例如：

obj.publicVar = 42;

訪問(wèn)控制

訪問(wèn)控制是C++中類的一個(gè)重要概念，用于控制成員的訪問(wèn)權(quán)限。C++中的類可以使用public、private和protected關(guān)鍵字來(lái)控制成員的訪問(wèn)權(quán)限。其中，public成員可以被任何人訪問(wèn)，private成員只能被類的成員函數(shù)訪問(wèn)，protected成員可以被類的成員函數(shù)和派生類的成員函數(shù)訪問(wèn)。

友元函數(shù)

在C++中，友元函數(shù)是一種特殊的函數(shù)，它可以訪問(wèn)一個(gè)類的私有成員和保護(hù)成員。友元函數(shù)并不是類的成員函數(shù)，因此它不能使用成員訪問(wèn)運(yùn)算符.或->來(lái)訪問(wèn)類的成員。相反，它必須使用傳遞給它的類對(duì)象的引用來(lái)訪問(wèn)類的成員。

友元函數(shù)的聲明需要在類的定義中進(jìn)行，使用friend關(guān)鍵字。例如：

class MyClass {
private:
    int privateVar;
    friend void friendFunc(MyClass& obj); // 聲明友元函數(shù)
};

在這個(gè)例子中，friendFunc是一個(gè)友元函數(shù)，可以訪問(wèn)MyClass的私有成員privateVar。注意，友元函數(shù)并不是MyClass的成員函數(shù)，因此它不能使用成員訪問(wèn)運(yùn)算符.或->來(lái)訪問(wèn)MyClass的成員。相反，它必須使用傳遞給它的MyClass對(duì)象的引用來(lái)訪問(wèn)MyClass的成員。例如：

void friendFunc(MyClass& obj) {
    obj.privateVar = 42; // 可以訪問(wèn)私有成員
}

在這個(gè)例子中，friendFunc可以訪問(wèn)MyClass的私有成員privateVar，因?yàn)樗宦暶鳛镸yClass的友元函數(shù)。注意，friendFunc使用傳遞給它的MyClass對(duì)象的引用來(lái)訪問(wèn)MyClass的成員。

友元函數(shù)可以是全局函數(shù)，也可以是其他類的成員函數(shù)。如果友元函數(shù)是其他類的成員函數(shù)，那么這個(gè)類必須先被定義。例如，在以下代碼中，例如：

class MyClass {
private:
    int privateVar;
    friend void friendFunc(MyClass& obj); // 聲明全局友元函數(shù)
    friend class FriendClass; // 聲明其他類的友元類
};

void friendFunc(MyClass& obj) {
    obj.privateVar = 1; // 可以訪問(wèn)MyClass的私有成員
}

class FriendClass {
public:
    void friendFunc(MyClass& obj) {
        obj.privateVar = 2; // 可以訪問(wèn)MyClass的私有成員
    }
};

FriendClass的成員函數(shù)friendFunc被聲明為MyClass的友元函數(shù)，因此它可以訪問(wèn)MyClass的私有成員privateVar。注意，這里的聲明需要在FriendClass的定義之后進(jìn)行。此外，需要注意的是，友元函數(shù)的聲明只是告訴編譯器這個(gè)函數(shù)是一個(gè)友元函數(shù)，它并不會(huì)影響函數(shù)的調(diào)用方式。因此，在調(diào)用友元函數(shù)時(shí)，仍然需要使用傳遞給它的類對(duì)象的引用來(lái)訪問(wèn)類的成員。例如，在以下代碼中：

class MyClass {
private:
    int privateVar;
    friend void friendFunc(MyClass& obj); // 聲明全局友元函數(shù)
};

void friendFunc(MyClass& obj) {
    obj.privateVar = 1; // 可以訪問(wèn)MyClass的私有成員
}

int main() {
    MyClass obj;
    friendFunc(obj); // 調(diào)用友元函數(shù)
    return 0;
}

雖然friendFunc是一個(gè)全局友元函數(shù)，可以訪問(wèn)MyClass的私有成員privateVar，但在調(diào)用friendFunc時(shí)仍然需要使用傳遞給它的MyClass對(duì)象的引用來(lái)訪問(wèn)MyClass的成員。