C++ 类与对象：class 定义与实例化

C++ 中的“类”就像是制作产品的“模具”或“蓝图”，而“对象”则是根据这个模具生产出来的具体“产品”。理解类与对象，是掌握 C++ 面向对象编程的第一步。

1. 定义一个类

定义类就是告诉计算机这个“模具”长什么样。它包含两部分：属性（数据）和方法（行为）。

打开你的代码编辑器，新建一个名为 main.cpp 的文件。输入 class 关键字来定义一个类，后面紧跟类的名称。

假设我们要定义一个描述“矩形”的类：

1. 声明类名：通常使用大驼峰命名法（首字母大写），例如 Rectangle。
2. 添加访问权限修饰符：使用 public（公共的），让外部代码可以访问类内部的成员。
3. 定义成员变量：即类的属性，例如矩形的 width（宽）和 height（高）。
4. 定义成员函数：即类的方法，例如计算面积的 getArea() 函数。

代码示例如下：

class Rectangle {
public:
    // 成员变量（属性）
    double width;
    double height;

    // 成员函数（方法）
    double getArea() {
        return width * height;
    }
};

注意：类定义的末尾必须有一个分号 ;，这是新手最容易遗漏的细节。

2. 理解访问权限：public 与 private

在 C++ 中，类的成员并不是完全开放的。为了保护数据安全，我们需要控制谁能访问它们。

查看下表，了解最常用的两种访问权限的区别：

如果将 width 和 height 放在 private 下，你就不能在 main 函数中直接通过 rect.width = 10 来修改它，必须通过 public 里的函数来间接修改。

3. 实例化对象

定义好类（模具）之后，我们就可以根据它创建对象（产品）了。这个过程叫作“实例化”。

1. 指定类名。
2. 输入对象名称。
3. 使用分号结束语句。

语法格式为：ClassName objectName;

继续以矩形为例：

// 根据 Rectangle 类创建一个名为 rect 的对象
Rectangle rect;

这就好比根据图纸造出了一个具体的、名为 rect 的矩形盒子。此时，rect 拥有了 width 和 height 这两个变量，但它们目前的值是未知的（随机值）。

4. 访问成员与使用对象

有了对象，我们就可以操作它的属性和行为。

使用点运算符 . 来访问对象的成员。点运算符位于对象名和成员名之间。

1. 赋值成员变量：输入 rect.width = 10.0;，将宽度设为 10。
2. 赋值成员变量：输入 rect.height = 5.0;，将高度设为 5。
3. 调用成员函数：输入 double area = rect.getArea();，获取面积并存储到变量中。

完整操作代码片段：

rect.width = 10.0;
rect.height = 5.0;
double area = rect.getArea();

此时，变量 area 的值就是 50.0。

5. 使用构造函数进行初始化

为了避免忘记设置宽和高，或者产生随机值，我们可以在类中定义一个“构造函数”。构造函数是一种特殊的函数，它在对象创建时自动执行，且函数名必须与类名完全相同。

修改之前的 Rectangle 类定义，添加一个构造函数：

class Rectangle {
public:
    double width;
    double height;

    // 构造函数：没有返回值，名字叫 Rectangle
    Rectangle(double w, double h) {
        width = w;
        height = h;
    }

    double getArea() {
        return width * height;
    }
};

现在，实例化对象的方式变得更加简洁和安全：

1. 创建对象时直接传入参数。
2. 输入 Rectangle rect(10.0, 5.0);。

这行代码不仅创建了一个对象，还立刻把它的宽度初始化为 10，高度初始化为 5。

6. 完整代码演示与运行

将上述所有概念整合，形成一个完整的可运行程序。

复制以下代码到你的 main.cpp 文件中：

#include <iostream>

using namespace std;

class Rectangle {
public:
    double width;
    double height;

    // 带参数的构造函数
    Rectangle(double w, double h) {
        width = w;
        height = h;
    }

    double getArea() {
        return width * height;
    }
};

int main() {
    // 1. 实例化对象：创建 rect，并初始化宽为 10，高为 5
    Rectangle rect(10.0, 5.0);

    // 2. 访问成员变量
    cout << "矩形的宽度: " << rect.width << endl;

    // 3. 调用成员函数计算面积
    double area = rect.getArea();
    cout << "矩形的面积: " << area << endl;

    return 0;
}

保存文件并打开终端。输入编译命令：

g++ main.cpp -o main

按下回车键执行编译。如果没有报错，输入运行命令：

./main

屏幕上将输出计算结果。