從結構struct談到類class（基于C++實現）

深入理解struct

 在C語言中，我們通常使用struct來表示不同數據類型的結合。當然我們也可以在struct中定義函數，在C++中，這是允許的但是不提倡使用，因為有一個比它更好使用的復雜數據類型，叫做類（這在稍后做出介紹）。

   使用struct的時候有一個問題：在進行一個比較大的項目工程的時候，我們的數據結構的定義和使用可能在不同的文件中，當我們修改了數據結構中的某個成員，那么，使用該數據結構的函數必須修改，而我們并不知道拿下函數使用該種數據結構，這時候我們怎么做？答案很簡單，在函數定義的時候，讓該函數屬于該數據結構，在再次查找修改函數的時候，只要屬于該結構的函數就進行修改就好了，代碼如下：

聲明數據結構：
struct Time{
    int hour;
    int minute;
    int second;
    void set_time(int h, int m, int s); 
    void tick();
    void show();
    void run();
};
定義函數：
void Time::set_time(int h, int m, int s){}
void Time::tick(){}
void Time::show(){}
void Time::run(){}

補充：成員運算符：表示某個變量的成員，‘.’；表示某個類型的成員，“::”；

類的引出

   這樣定義就萬事大吉了嗎？我們如果在其他函數中試圖訪問該結構中的成員變量（如：hour、minute、second）是成功的，這樣我們就有可能無意中修改了數據結構中的某個成員變量的值，當其他函數在使用成員變量的時候，就會使用該可能非法的數據，這樣我們就會想到只要讓這些成員變量變成私有的就好了，這樣除了結構中定義的函數外，其他方式都不可以訪問到該成員，這就出現了我們C++常使用的一種數據結構——類。我們進行如下修改。

聲明數據結構：
class Time{
    int hour;
    int minute;
    int second;
    void set_time(int h, int m, int s); 
    void tick();
    void show();
    void run();
};
定義函數：
void Time::set_time(int h, int m, int s){}
void Time::tick(){}
void Time::show(){}
void Time::run(){}

如果我們就止步于上面的數據結構，我們定義一個上述類的對象，當我們通過對象調用函數的時候，會發現編譯不會通過，提示我們“你訪問的對象是私有的”。這里就要說明class和struct最大的區別：struct中的所有成員默認是公開的（public），即任意一個函數都可以進行訪問；class中的所有成員默認是私有的（private），即除了class中的成員函數之外，其他方式不可以訪問。

我們使用class而不是用struct的原因是因為，我們想讓成員變量變成私有的，實現基本數據封裝。但是對于成員函數的調用接口我們不必要私有，因為我們創建的對象，要通過成員函數完成項目任務，所以我們應讓成員函數的接口公開（public），這就是我們常說的封裝。接著進行如下更改，讓成員函數變量公有的（public）。

聲明數據結構：
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();
};
定義函數：
void Time::set_time(int h, int m, int s){}
void Time::tick(){}
void Time::show(){}
void Time::run(){}

在這里我們要說說class中成員變量的訪問權限：

（1）private：私有的。這是class中成員變量默認的訪問權限，這種權限的成員變量，只有該類中成員函數可以訪問，子類中的成員函數不可以訪問，其他方式也不可以訪問。（子類是繼承中的概念，在講繼承的時候再談這個話題，先了解就好）。

（2）protected：保護的。該class中的成員函數可以訪問，子類中的成員函數也可以訪問，但是其他方式不可以訪問。

（3）public：公開的。該class中的成員函數可以訪問，子類中的成員函數也可以訪問，其他方式亦可以訪問。

 構造函數和析構函數

對于class中的成員函數，我們可以自己寫一個函數進行初始化，比如set函數，將每個成員變量進行初始化賦值。但是每次創建一個新類都要調用該種函數進行成員的初始化，這大大加大了我們創建使用類的代價，為了讓我們每次創建一個對象的時候，都可以自動調用某個函數進行成員變量的初始化，我們可以使用類中重要的成員函數——構造函數（構造函數無返回值，并且函數名與類名一致），它可以在創建對象的時候自動調用，根據創建對象時傳入的初始化參數進行成員變量的初始化。

構造函數的格式：Class_name(parameters){}

構造函數的初始化有兩種方式：

（1）通過在構造函數內部進行賦值進行初始化，常量不能被賦值，只能使用初始化列表。

（2）通過初始化列表進行初始化，如果成員變量是數組或結構不能使用初始化列表進行初始化。

構造函數的重載：有時候我們需要定義多個構造函數，因為我們可能基于不同的需求對成員變量的初始化操作不同，這就是構造函數的重載（函數重載：函數名相同，但是函數參數不同。系統可以根據傳入參數的不同來調用不同的函數）。

析構函數：存在構造函數也就會存在析構函數，析構函數就是在該對象即將被釋放的時候做收尾動作，析構函數一定沒有參數列表，所以析構函數不可以重載。

  析構函數規則：~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指針：this指針是系統自動定義的，用來保存結構變量的地址。當我們創建一個對象的時候，系統就會自動將該對象對應的類的成員保存在this中，我們可以通過this->mem_val或this->mem_func，來訪問該成員。在一個成員函數中，可以不用寫this，表示默認使用該成員函數所在類的成員變量。

   構造函數總結：

   （1）構造函數不同寫返回值，其函數名與類名一致。

 （2）構造函數在每個對象創建的時候都不被自動調用一次。

 構造函數的調用順序

    ·全局對象的構造函數在main之前調用。

    ·靜態局部對象的構造函數在整個程序的執行過程中只調用一次。

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：全局對象
// 2：函數func中的自動對象
// 3：函數func中的靜態全局對象
//4：函數main中的自動對象
//===============================
結果顯示：
[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)