超女选秀的例子我们玩了很久,为了学习的需要,暂时离开美眉们,我将采用实际项目开发的例子来讲解类的更多知识。

在C语言基础知识中已学习过文件操作,在实际开发中,为了提高效率,我会把文件操作封装成一个类,类的声明如下:

// 文件操作类声明
class CFile
{
private:
  FILE *m_fp;        // 文件指针
  bool  m_bEnBuffer; // 是否启用缓冲区,true-启用;false-不启用
 
public:
  CFile();   // 类的构造函数
  CFile(bool bEnBuffer);   // 类的构造函数
 
 ~CFile();   // 类的析构函数
 
  void EnBuffer(bool bEnBuffer=true);  // 启、禁用缓冲区
 
  // 打开文件,参数与fopen相同,打开成功true,失败返回false         
  bool Open(const char *filename,const char *openmode);
 
  // 调用fprintf向文件写入数据
  void Fprintf(const char *fmt, ... );
 
  // 调用fgets从文件中读取一行
  bool Fgets(char *strBuffer,const int ReadSize);
 
  // 关闭文件指针
  void Close();
};

一、类成员的访问权限

C++通过 public、protected、private 三个关键字来控制成员变量和成员函数的访问权限,它们分别表示公有的、受保护的、私有的,被称为成员访问限定符。所谓访问权限,就是类外面的代码访问该类中成员权限。

在类的内部,即类的成员函数中,无论成员被声明为 public、protected 还是 private,都是可以互相访问的,没有访问权限的限制。

在类的外部(定义类的代码之外),只能通过对象访问public的成员,不能访问 private、protected 属性的成员。

本节重点介绍 public 和 private,protected 将在以后介绍。

private 后面的成员都是私有的,如m_fp和m_bEnBuffer,直到有 public 出现才会变成共有的;public 之后再无其他限定符,所以 public 后面的成员都是共有的。

private 关键字的作用在于更好地隐藏类的内部实现,该向外暴露的接口(能通过对象访问的成员)都声明为 public,不希望外部知道、或者只在类内部使用的、或者对外部没有影响的成员,都建议声明为 private。

声明为 private 的成员和声明为 public 的成员的次序任意,既可以先出现 private 部分,也可以先出现 public 部分。如果既不写 private 也不写 public,就默认为 private。

在一个类体中,private 和 public 可以分别出现多次。每个部分的有效范围到出现另一个访问限定符或类体结束时(最后一个右花括号)为止。

您可能会说,将成员变量全部设置为 public 省事,确实,这样做 99.9% 的情况下都不是一种错误,我也不认为这样做有什么不妥;但是,将成员变量设置为 private 是一种软件设计规范,尤其是在大中型项目中,还是请大家尽量遵守这一原则。

二、成员变量的命名

成员变量大都以m_开头,这是约定成俗的写法,不是语法规定的内容。以m_开头既可以一眼看出这是成员变量,又可以和成员函数中的参数名字区分开。

例如成员函数EnBuffer的函数体如下:

// 启、禁用缓冲区
void CFile::EnBuffer(bool bEnBuffer)
{
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;
}

三、构造函数

在CFile类的声明中,有一些特殊的成员函数CFile(),它就是构造函数(constructor)。

  CFile();   // 类的构造函数
  CFile(bool bEnBuffer);   // 类的构造函数

构造函数的名字和类名相同,没有返回值,不能被显式的调用,而是在创建对象时自动执行。

构造函数具备以下特点:

1)构造函数必须是 public 属性。

2)构造函数没有返回值,因为没有变量来接收返回值,即使有也毫无用处,不管是声明还是定义,函数名前面都不能出现返回值类型,即使是 void 也不允许。

3)构造函数可以有参数,允许重载。一个类可以有多个重载的构造函数,创建对象时根据传递的参数来判断调用哪一个构造函数。

4)构造函数在实际开发中会大量使用,它往往用来做一些初始化工作,对成员变量进行初始化等,注意,不能用memset对整个类进行初始化。

示例

CFile::CFile()   // 类的构造函数
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=true;
}
 
CFile::CFile(bool bEnBuffer)   // 类的构造函数
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=bEnBuffer; 
}

四、析构函数

在CFile类的声明中,还有一个特殊的成员函数~CFile(),它就是析构函数(destructor)。

~CFile();   // 类的析构函数

      析构函数的名字在类的名字前加~,没有返回值,但可以被显式的调用,在对象销毁时自动执行,用于进行清理工作,例如释放分配的内存、关闭打开的文件等,这个用途非常重要,可以防止程序员犯错。

析构函数具备以下特点:

1)析构函数必须是 public 属性的。

2)析构函数没有参数。

3)析构函数没有返回值,因为没有变量来接收返回值,即使有也毫无用处,不管是声明还是定义,函数名前面都不能出现返回值类型,即使是 void 也不允许。

4)析构函数不允许重载的。一个类只能有一个析构函数。

CFile::~CFile()   // 类的析构函数
{
  Close();  // 调用Close释放资源
}

五、C++程序也很优雅

很多人说C/C++程序很烦锁,python程序很优雅,说这话人的很荒谬,那是因为他C/C++并不了解,只要我们愿意,可以写出和python一样优雅简洁的代码,在book210.cpp中,main函数的代码极为精简。

示例(book210.cpp)

/*
 * 程序名:book210.cpp,此程序演示用C++类的更多知识。
 * 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
 
// 文件操作类声明
class CFile
{
private:
  FILE *m_fp;        // 文件指针
  bool  m_bEnBuffer; // 是否启用缓冲区,true-启用;false-不启用
 
public:
  CFile();   // 类的构造函数
  CFile(bool bEnBuffer);   // 类的构造函数
 
 ~CFile();   // 类的析构函数
 
  void EnBuffer(bool bEnBuffer=true);  // 启、禁用缓冲区
 
  // 打开文件,参数与fopen相同,打开成功true,失败返回false         
  bool Open(const char *filename,const char *openmode);
 
  // 调用fprintf向文件写入数据
  void Fprintf(const char *fmt,... );
 
  // 调用fgets从文件中读取一行
  bool Fgets(char *strBuffer,const int ReadSize);
 
  // 关闭文件指针
  void Close();
};
 
int main(int argc,char *argv[])
{
  if (argc !=2) { printf("请输入待打开的文件名。\n"); return -1; }
 
  CFile File;
 
  if (File.Open(argv[1],"r")==false) { printf("File.Open(%s)失败。\n",argv[1]); return -1; }
 
  char strLine[301];
 
  while (true)
  { // 从文件中读取每一行
    if (File.Fgets(strLine,300)==false) break;
 
    printf("%s",strLine);   // 把从文件中读到的内容显示到屏幕
  }
}
 
CFile::CFile()   // 类的构造函数
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=true;
}
 
CFile::CFile(bool bEnBuffer)   // 类的构造函数
{
  m_fp=0;
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;
}
 
// 关闭文件指针
void CFile::Close()
{
  if (m_fp!=0) fclose(m_fp);  // 关闭文件指针
  m_fp=0;
}
 
CFile::~CFile()   // 类的析构函数
{
  Close();  // 调用Close释放资源
}
 
// 启、禁用缓冲区
void CFile::EnBuffer(bool bEnBuffer)
{
  m_bEnBuffer=bEnBuffer;
}
 
// 打开文件,参数与fopen相同,打开成功true,失败返回false         
bool CFile::Open(const char *filename,const char *openmode)
{
  Close();  // 打开新的文件之前,如果已经打开了文件,关闭它。
 
  if ( (m_fp=fopen(filename,openmode)) == 0 ) return false;
 
  return true;
}
 
// 调用fprintf向文件写入数据
void CFile::Fprintf(const char *fmt,...)
{
  if ( m_fp == 0 ) return;
 
  va_list arg;
  va_start(arg,fmt);
  vfprintf(m_fp,fmt, arg);
  va_end(arg);
 
  if ( m_bEnBuffer == false ) fflush(m_fp);
}
 
// 调用fgets从文件中读取一行
bool CFile::Fgets(char *strBuffer,const int ReadSize)
{
  if ( m_fp == 0 ) return false;
 
  memset(strBuffer,0,ReadSize);
 
  if (fgets(strBuffer,ReadSize,m_fp) == 0) return false;
 
  return true;
}

book210运行的效果就是把文件的内容一行一行的显示出来,类型linux系统的cat命令。

image.png

六、类的其它知识

关于类的其它知识,包括this指针、static静态成员、友元等内容,意义不大,我不介绍了,时间太宝贵,有太多重要的知识要学习,没必要把时间浪费在这些不痛不痒又没什么实用价值的知识点上,大家以后有时间了再看也行。

七、可变参数

我们已经介绍过printf、fprintf、sprintf、snprintf函数,它们是一组功能相似的函数,并且有一个共同点,就是函数的参数列表是可以变化的。

函数的声明如下:

int printf(const char *format, ...);        // 格式化输出到屏幕
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);  // 格式化输出到文件
int sprintf(char *str, const char *format, ...);     // 格式化输出到字符串
int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...); // 格式化输出指定长度的内容到字符串

在实际开发中,我们的自定义函数也会用到可变参数,实现类似上述函数的功能,例如CFile类的Fprintf成员函数。

C语言采用va_start宏、va_end宏和一系列函数来实现可变参数功能。

void CFile::Fprintf(const char *fmt,...)
{
  if ( m_fp == 0 ) return;
 
  va_list arg;
  va_start(arg,fmt);
  vfprintf(m_fp,fmt,arg);
  va_end(arg);
 
  if ( m_bEnBuffer == false ) fflush(m_fp);
}

以CFile类的Fprintf成员函数为例。

void CFile::Fprintf(const char *fmt,...);     // 可变参数自定义函数的声明方法

va_list指针、va_start宏、va_end宏用于分析参数,难以理解,大家会用就行,我不详细介绍。

  va_list arg;
  va_start(arg,fmt);
  vfprintf(m_fp,fmt,arg);
  va_end(arg);

vfprintf函数把宏分析的结果输出到文件,还有一系列功能相似的函数,声明如下:

// 输出的屏幕
int vprintf(const char *format, va_list ap);
// 输出到文件
int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list ap);
// 输出到字符串
int vsprintf(char *str, const char *format, va_list ap);
// 输出到字符串,第二个参数指定了输出结果的长度,类似snprintf函数。
int vsnprintf(char *str, size_t size, const char *format, va_list ap);

八、课后作业

1)编写示例程序,测试类的类成员的访问权限。

2)编写示例程序,测试类的构造函数和它的重载,采用gdb跟踪构造函数的执行过程。

3)编写示例程序,测试类的析构函数,采用gdb跟踪析构造的执行过程。

4)编写示例程序,实现printf、sprintf和snprintf函数的功能,函数的声明如下:

int myprintf(const char *format, ...);
int mysprintf(char *str,const char *format, ...);
int mysnprintf(char *str,size_t size,const char *format, ...);

5)类定义包括成员变量和成员函数的声明以及成员函数的定义,在实际开发中,我们通常将公共类的声明放在头文件中(如_public.h),成员函数的定义放在程序文件中(如_public.cpp),请按这种方式修改book210.cpp程序,增加_public.h和_public.cpp程序,修改makefile。

九、版权声明

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来源:C语言技术网(www.freecplus.net

作者:码农有道

 


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