利用 C++ 类模拟自定义 “语法”：从封装到代码的优雅进化

引言

 

在编程的世界里，语法是我们与计算机沟通的规则。然而，你是否想过，在不改变编程语言本身语法的基础上，我们也能模拟出一种新的 “语法” 来让代码更加简洁、直观？今天，我们就来探讨如何利用 C++ 中的类来实现这一有趣的想法。

背景知识

 

在 C++ 中，类是一种强大的工具，它允许我们将数据和操作数据的函数封装在一起。通过合理地设计类的成员函数，我们可以将一系列复杂的操作封装成一个简单的接口，使得代码的使用者无需关心具体的实现细节，只需要调用相应的函数即可完成特定的任务。这种封装和抽象的思想，为我们模拟自定义 “语法” 提供了可能。

代码示例及分析

代码示例

 

#include
class CC {
    int data;
public:
    CC():data(0){
        
    }
    ~CC() {
        
    }
    void show(int num) {
        std::cout<>data;
        return data;
    }
};
int main(){
    
    int num = 20;
    
    //引入模块（其实是创建类的实例)
    CC my;
    //打印整数
    my.show(20);
    //打印字符串（默认换行)
    my.show("hello world");
    //也可以传入false不换行
    my.show("my num is ",false);
    my.show(num); //my num is 20 （直接接后面)
    //最有意思的来了 通过input() 来表示这里可以用户输入
    my.show("请输入两个整数，会计算出他们的和");
    std::cout<

代码分析

类 CC 的设计

 

• 成员变量：int data 用于存储用户输入的数据。在类的内部，我们将这个数据进行管理，外部代码无需关心它的具体存储位置和方式。
• 构造函数：CC() 对 data 进行初始化，将其值设为 0。这确保了在创建 CC 类的对象时，data 有一个初始的、确定的值。
• 析构函数：~CC() 目前为空，因为在这个简单的例子中，没有需要特别清理的资源。但在更复杂的场景中，析构函数可以用来释放动态分配的内存、关闭文件等操作。
• 成员函数：
  • void show(int num)：该函数用于打印一个整数，并在末尾换行。通过调用这个函数，我们可以方便地输出整数，而不需要每次都写 std::cout << num << std::endl;。
  • void show(std::string str, bool enter = true)：这个函数用于打印字符串。enter 参数是一个可选参数，默认值为 true，表示打印完字符串后换行；如果传入 false，则不换行。这种设计使得我们在输出字符串时可以灵活控制是否换行。
  • int input()：该函数从标准输入读取一个整数，将其存储到 data 中，并返回这个整数。通过调用这个函数，我们可以方便地获取用户输入，而不需要每次都写 std::cin >> variable;。

main 函数的执行流程

 

在 main 函数中，我们创建了 CC 类的一个实例 my。然后，通过调用 my 的成员函数，我们完成了一系列操作，包括打印整数、字符串，以及获取用户输入并计算两个输入整数的和。可以看到，使用 CC 类的接口，代码变得更加简洁、直观，就好像我们使用了一种新的 “语法” 一样。

代码优化与扩展

异常处理

 

在上述代码中，input 函数没有对用户输入进行错误处理。如果用户输入的不是有效的整数，程序可能会出现异常。为了增强程序的健壮性，我们可以添加异常处理代码。

 

#include 
#include 

class CC {
    int data;
public:
    CC() : data(0) {}
    ~CC() {}

    void show(int num) {
        std::cout << num << std::endl;
    }

    void show(std::string str, bool enter = true) {
        std::cout << str;
        if (enter) {
            std::cout << std::endl;
        }
    }

    int input() {
        while (true) {
            std::cin >> data;
            if (std::cin.fail()) {
                std::cin.clear();
                std::cin.ignore(std::numeric_limits::max(), '\n');
                show("输入无效，请输入一个整数:");
            } else {
                return data;
            }
        }
    }
};

int main() {
    int num = 20;
    CC my;
    my.show(20);
    my.show("hello world");
    my.show("my num is ", false);
    my.show(num);
    my.show("请输入两个整数，会计算出他们的和");
    std::cout << my.input() + my.input() << std::endl;
    return 0;
}

扩展功能

 

我们还可以在 CC 类中添加更多的功能，例如计算多个输入的平均值、最大值等。

 

收起

cpp

#include 
#include 
#include 

class CC {
    std::vector data;
public:
    CC() {}
    ~CC() {}

    void show(int num) {
        std::cout << num << std::endl;
    }

    void show(std::string str, bool enter = true) {
        std::cout << str;
        if (enter) {
            std::cout << std::endl;
        }
    }

    int input() {
        int value;
        while (true) {
            std::cin >> value;
            if (std::cin.fail()) {
                std::cin.clear();
                std::cin.ignore(std::numeric_limits::max(), '\n');
                show("输入无效，请输入一个整数:");
            } else {
                data.push_back(value);
                return value;
            }
        }
    }

    double average() {
        if (data.empty()) return 0;
        int sum = 0;
        for (int num : data) {
            sum += num;
        }
        return static_cast(sum) / data.size();
    }

    int max() {
        if (data.empty()) return 0;
        int max_num = data[0];
        for (int num : data) {
            if (num > max_num) {
                max_num = num;
            }
        }
        return max_num;
    }
};

int main() {
    CC my;
    my.show("请输入几个整数，输入非整数结束:");
    while (std::cin.peek() != '\n') {
        my.input();
    }
    my.show("平均值: " + std::to_string(my.average()));
    my.show("最大值: " + std::to_string(my.max()));
    return 0;
}

 

 

总结

 

通过使用 C++ 中的类，我们可以将一系列复杂的操作封装成简单的接口，模拟出一种新的 “语法”。这种方法不仅可以提高代码的可读性和可维护性，还可以让代码更加简洁、直观。同时，我们还可以通过优化和扩展类的功能，使程序更加健壮和强大。在实际编程中，合理运用类的封装和抽象思想，能够让我们的代码更加优雅，也能提高我们的编程效率。希望本文能为你在编程实践中带来一些启发。