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从结构struct谈到类class（基于C++实现）

作者：weixin_40725706 | 2024-06-13 20:52:12

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c++ struct 构造函数可以在.h文件实现

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深入理解struct

在C语言中，我们通常使用struct来表示不同数据类型的结合。当然我们也可以在struct中定义函数，在C++中，这是允许的但是不提倡使用，因为有一个比它更好使用的复杂数据类型，叫做类（这在稍后做出介绍）。

使用struct的时候有一个问题：在进行一个比较大的项目工程的时候，我们的数据结构的定义和使用可能在不同的文件中，当我们修改了数据结构中的某个成员，那么，使用该数据结构的函数必须修改，而我们并不知道拿下函数使用该种数据结构，这时候我们怎么做？答案很简单，在函数定义的时候，让该函数属于该数据结构，在再次查找修改函数的时候，只要属于该结构的函数就进行修改就好了，代码如下：

声明数据结构：

struct Time{

int hour;

int minute;

int second;

void set_time(int h, int m, int s);

void tick();

void show();

void run();

};

定义函数：

void Time::set_time(int h, int m, int s){}

void Time::tick(){}

void Time::show(){}

void Time::run(){}

补充：成员运算符：表示某个变量的成员，‘.’；表示某个类型的成员，“::”；

类的引出

这样定义就万事大吉了吗？我们如果在其他函数中试图访问该结构中的成员变量（如：hour、minute、second）是成功的，这样我们就有可能无意中修改了数据结构中的某个成员变量的值，当其他函数在使用成员变量的时候，就会使用该可能非法的数据，这样我们就会想到只要让这些成员变量变成私有的就好了，这样除了结构中定义的函数外，其他方式都不可以访问到该成员，这就出现了我们C++常使用的一种数据结构——类。我们进行如下修改。

声明数据结构：

class Time{

int hour;

int minute;

int second;

void set_time(int h, int m, int s);

void tick();

void show();

void run();

};

定义函数：

void Time::set_time(int h, int m, int s){}

void Time::tick(){}

void Time::show(){}

void Time::run(){}

如果我们就止步于上面的数据结构，我们定义一个上述类的对象，当我们通过对象调用函数的时候，会发现编译不会通过，提示我们“你访问的对象是私有的”。这里就要说明class和struct最大的区别：struct中的所有成员默认是公开的（public），即任意一个函数都可以进行访问；class中的所有成员默认是私有的（private），即除了class中的成员函数之外，其他方式不可以访问。

我们使用class而不是用struct的原因是因为，我们想让成员变量变成私有的，实现基本数据封装。但是对于成员函数的调用接口我们不必要私有，因为我们创建的对象，要通过成员函数完成项目任务，所以我们应让成员函数的接口公开（public），这就是我们常说的封装。接着进行如下更改，让成员函数变量公有的（public）。

声明数据结构：

class Time{

private：

int hour;

int minute;

int second;

public：

void set_time(int h, int m, int s);

void tick();

void show();

void run();

};

定义函数：

void Time::set_time(int h, int m, int s){}

void Time::tick(){}

void Time::show(){}

void Time::run(){}

在这里我们要说说class中成员变量的访问权限：

（1）private：私有的。这是class中成员变量默认的访问权限，这种权限的成员变量，只有该类中成员函数可以访问，子类中的成员函数不可以访问，其他方式也不可以访问。（子类是继承中的概念，在讲继承的时候再谈这个话题，先了解就好）。

（2）protected：保护的。该class中的成员函数可以访问，子类中的成员函数也可以访问，但是其他方式不可以访问。

（3）public：公开的。该class中的成员函数可以访问，子类中的成员函数也可以访问，其他方式亦可以访问。

构造函数和析构函数

对于class中的成员函数，我们可以自己写一个函数进行初始化，比如set函数，将每个成员变量进行初始化赋值。但是每次创建一个新类都要调用该种函数进行成员的初始化，这大大加大了我们创建使用类的代价，为了让我们每次创建一个对象的时候，都可以自动调用某个函数进行成员变量的初始化，我们可以使用类中重要的成员函数——构造函数（构造函数无返回值，并且函数名与类名一致），它可以在创建对象的时候自动调用，根据创建对象时传入的初始化参数进行成员变量的初始化。

构造函数的格式：Class_name(parameters){}

构造函数的初始化有两种方式：

（1）通过在构造函数内部进行赋值进行初始化，常量不能被赋值，只能使用初始化列表。

（2）通过初始化列表进行初始化，如果成员变量是数组或结构不能使用初始化列表进行初始化。

构造函数的重载：有时候我们需要定义多个构造函数，因为我们可能基于不同的需求对成员变量的初始化操作不同，这就是构造函数的重载（函数重载：函数名相同，但是函数参数不同。系统可以根据传入参数的不同来调用不同的函数）。

析构函数：存在构造函数也就会存在析构函数，析构函数就是在该对象即将被释放的时候做收尾动作，析构函数一定没有参数列表，所以析构函数不可以重载。

析构函数规则：~Class_name(){}；

class A{

int n;

double d;

public : A():n(0),d(0.0){ // constructor_init1

}

A(int n){ // constructor_init2

this->n = n;

d = 0.0;

}

void show(){

cout << "n = " << n << ", d = " << d << endl;

}

~A(){

cout << “~A()” << endl；

}

};

int main(int ac, char *av[])

{

A a1; // use constructor_init1

a1.show();

A a2(100); // use constructor_init2

(*this).show();

return 0;

}

this指针：this指针是系统自动定义的，用来保存结构变量的地址。当我们创建一个对象的时候，系统就会自动将该对象对应的类的成员保存在this中，我们可以通过this->mem_val或this->mem_func，来访问该成员。在一个成员函数中，可以不用写this，表示默认使用该成员函数所在类的成员变量。

构造函数总结：

（1）构造函数不同写返回值，其函数名与类名一致。

（2）构造函数在每个对象创建的时候都不被自动调用一次。

构造函数的调用顺序

·全局对象的构造函数在main之前调用。

·静态局部对象的构造函数在整个程序的执行过程中只调用一次。

class A{

int n;

public:

A(int n) : n(n){

cout << "A(" << n << ')' << endl;

}

~A(){

cout << "~A(" << n << ')' << endl;

}

};

void func(){

A a2(2);

static A a3(3);

}

int main(int ac, char *av[])

{

A a4(4);

cout << "first call func : \n";

func();

cout << "second call func : \n";

func();

return 0;

}

A a1(1);

//==========================

// 1：全局对象

// 2：函数func中的自动对象

// 3：函数func中的静态全局对象

//4：函数main中的自动对象

//===============================

结果显示：

[root@anna-laptop construtor]# ./call_queue

A(1)

A(4)

first call func :

A(2)

A(3)

~A(2)

second call func :

A(2)

~A(2)

~A(4)

~A(3)

~A(1)

结束语

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