C++面向对象设计类的核心知识详解总述（1）

C++ 中的类是面向对象编程（OOP）的核心，用于封装数据和操作这些数据的函数。
下面将系统讲解 C++ 中类的核心知识点（包含语法 + 概念 + 示例）：

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一、类的基本结构

class MyClass {
public:
    // 构造函数
    MyClass();

    // 成员函数
    void show();

private:
    // 数据成员（属性）
    int value;
};

• public：公有成员，对外可见
• private：私有成员，仅类内可访问（默认访问权限）
• protected：受保护成员，仅类和其子类可访问

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二、构造函数 / 析构函数

构造函数：用于初始化对象
析构函数：对象生命周期结束时调用

class MyClass {
public:
    MyClass();               // 默认构造函数
    MyClass(int v);          // 带参数构造
    ~MyClass();              // 析构函数
};

MyClass::MyClass() {
    value = 0;
}

MyClass::~MyClass() {
    std::cout << "Object destroyed" << std::endl;
}

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三、this 指针

指向当前对象本身的指针。

class MyClass {
public:
    void setValue(int value) {
        this->value = value;
    }
private:
    int value;
};

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四、成员函数与成员变量

• 成员变量（属性）用于存储数据
• 成员函数用于操作这些数据

支持函数重载（同名不同参数）：

class Person {
public:
    void setAge(int a) { age = a; }
    void setAge(int a, int b) { age = a + b; }
private:
    int age;
};

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五、类的封装、继承、多态（OOP三大特性）

1. 封装（Encapsulation）

• 通过 private 隐藏实现细节
• 对外提供接口（如 public 成员函数）

2. 继承（Inheritance）

class Animal {
public:
    void eat() { std::cout << "eat\n"; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void bark() { std::cout << "bark\n"; }
};

• Dog 继承了 Animal 的成员函数 eat()

3. 多态（Polymorphism）

虚函数 + 指针/引用实现运行时多态

class Animal {
public:
    virtual void speak() { std::cout << "Animal\n"; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override { std::cout << "Dog\n"; }
};

void makeSound(Animal* a) {
    a->speak();  // 根据实际类型调用
}

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六、静态成员与常量成员

静态成员（类共享）

class Counter {
public:
    static int count;
    static void show() { std::cout << count; }
};

int Counter::count = 0;

常量成员函数（不修改成员变量）

class Test {
public:
    void print() const;  // 不能修改任何成员变量
};

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七、友元（friend）

允许某个函数或类访问 private 成员：

class Secret {
    friend void hacker(Secret&);
private:
    int data = 42;
};

void hacker(Secret& s) {
    std::cout << s.data;
}

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八、运算符重载

可以定义类的“+、=、<<”等行为：

class Vec {
public:
    Vec(int x) : x(x) {}

    Vec operator+(const Vec& other) {
        return Vec(x + other.x);
    }

private:
    int x;
};

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九、类的头文件与实现文件分离

Vec.h

class Vec {
public:
    Vec(int x);
    Vec operator+(const Vec& other);
private:
    int x;
};

Vec.cpp

#include "Vec.h"

Vec::Vec(int x) : x(x) {}

Vec Vec::operator+(const Vec& other) {
    return Vec(x + other.x);
}

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十、实践例子：一个完整类

#include 
using namespace std;

class Rectangle {
public:
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}
    int area() const { return width * height; }
    void setHeight(int h) { height = h; }

private:
    int width;
    int height;
};

int main() {
    Rectangle r(3, 4);
    cout << "Area: " << r.area() << endl;
    r.setHeight(5);
    cout << "Area after resize: " << r.area() << endl;
    return 0;
}

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总结表格

特性	关键语法	示例
构造函数	MyClass()	初始化成员变量
析构函数	~MyClass()	资源释放
成员函数	void show()	类功能
成员变量	int value;	数据属性
继承	class B : public A	子类继承父类
多态	virtual, override	动态调度
静态成员	static int count;	所有对象共享
常量函数	void func() const;	保证只读
友元	friend class / function	访问 private 成员
运算符重载	operator+()	自定义 +, <<, = 等行为

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