Class

Introduction

封装

类可以实现函数和数据结构的封装，方便用户使用。

CC++

在C语言中，需要单独定义数据结构和函数，略显松弛

typedef struct Point {
int x;
int y;
} Point;

void print(const Point* p);
void move(Point* p, int dx, int dy);

Point a;
a.x = 1;
a.y = 2;

move(&a, 2, 2);
print(&a);

在C++中，可以将数据结构封装在类的内部，代码整体性更强

class Point {
public:
    void init(int x, int y);
    void print() const;
    void move(int dx, int dy);
private:
    int x;
    int y;
};

Point a;
a.init(1, 2);
a.move(2, 2);
a.print();

用户无法直接访问或更改private下的数据，只能通过public中的方法对其进行操作

Objects & Class

object由attribute（数据）和service（函数操作）组成，是class实例化后的实体。而class决定了这一类实体的性质以及能够进行的操作

Example：时钟显示

假设我们需要设计一个时间显示的程序，我们固然可以分别编写显示小时和分钟的函数。但其实小时和分钟本质上都是计数器，只是进制不同而已，因此我们只要设计一个可变上限的计数器就可以了

classDiagram
    ClockDisplay --|> NumberDisplay
    class ClockDisplay{
        -hours : NumberDisplay
        -minutes : NumberDisplay
        +start()
    }

    class NumberDisplay{
        -limit : int
        -value : int
        +increase() : boolean
    }

Class的使用

声明和定义

在C++中，class的声明和成员函数的原型（prototype）需要在.h文件中进行；而函数的实现（function body / implementation）在.cpp文件中编写。注意.cpp文件中include时引号和尖括号的区别

#include "x.h" // 在当前目录中寻找
#include <x.h> // 在特定的系统文件夹中寻找，开发环境决定

因为重复引入头文件会导致报错，所以头文件的标准写法如下，保证了同一个头文件不会被重复include：

#ifndef HEADER_FLAG
#define HEADER_FLAG
// declarations here...
#endif

头文件有一下几点需要注意：

一个头文件只能声明一个class
名字和.cpp文件相同
参照上面的标准格式

在class函数实现的过程中，如果加上::就表示该变量（或调用的函数）来自全局，否则表示来自class

void S::f() {
    ::f(); // 全局的函数f，如果不加::就是递归
    ::a++; // 全局变量a
    a--;   // S内部的a
}

编译单元 Compilation Unit

编译器每次处理一个.cpp文件，生成对应的.obj文件。所有都处理完毕后linker会将所有.obj文件串联为一个可执行文件。因此.cpp文件可以视为一个编译单元

而头文件的作用是提供不同.cpp文件间的信息，linker就可以知道该如何串联这些编译单元。因此头文件就相当于一个接口，是代码的作者和使用者间的一个协议（contract）。它定义了类、函数以及变量，编译时这些定义都会进入到.cpp文件中

Ctor & Dtor

我们回顾最上面给出的class使用样例，在正常调用函数之前需要先init。但用户可能会忘记这个步骤，导致class中的变量并没有被赋值，这样就会导致在调用函数时这些变量是系统内存状态决定的