c++用戶自定義類(lèi)型

• 結(jié)構(gòu)
• 類(lèi)
• 枚舉

可以通過(guò)基本類(lèi)型，const修飾符，和聲明運(yùn)算符 （例如&,*,[]）構(gòu)造出的類(lèi)型稱為內(nèi)置類(lèi)型 ( built-in type)。C++ 語(yǔ)言的內(nèi)置類(lèi)型及其操作的集合非常豐富，不過(guò)相對(duì)來(lái)說(shuō)更偏重底層編程。這些內(nèi)置類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)是能夠直接有效地展現(xiàn)出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件的特性，但是并不能向程序員提供便于書(shū)寫(xiě)高級(jí)應(yīng)用程序的上層特性。為此，C++語(yǔ)言擴(kuò)充了這些內(nèi)置類(lèi)到和操作，提供了一套成熟的抽象機(jī)制 (abstractionmechanism)，程序員可以使用這套機(jī)制實(shí)現(xiàn)其所需的上層功能。C++ 抽象機(jī)制的目的主要是讓程序員能夠設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)他們自己的數(shù)據(jù)類(lèi)型，這些類(lèi)型具有恰當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)形式和操作，程序員可以簡(jiǎn)單優(yōu)雅地使用它們。為了與內(nèi)置類(lèi)型區(qū)別開(kāi)來(lái)，我們把利用 C++ 的抽象機(jī)制構(gòu)建的新類(lèi)型稱為用戶自定義類(lèi)型(user-defined types)，諸如類(lèi)和枚舉等等

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構(gòu)建一種新類(lèi)型的第一步通常是把所需的元素組織成一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面是一個(gè) struct的示例:

struct Vector {int sz; //元素的數(shù)量
    double* elem; //指向元素的指針
}

這是Vector 的第一個(gè)版本，其中包含一個(gè)int 和一個(gè) double*一個(gè) Vector 類(lèi)型的變量可以通過(guò)下述形式進(jìn)行定義:

Vector v;

僅就v本身而言，它的用處似乎不大，因?yàn)関的 elem 指針并沒(méi)有指向任何實(shí)際的內(nèi)容。為了讓它變得更有用，我們需要令v指向某些元素。例如，我們可以構(gòu)造一個(gè)如下所示的Vector :

void vector_init(Vector& v, int s){v.elem =new double[s]; //分配一個(gè)數(shù)組，它包舍s個(gè)double值
	v.sz = s;
}

也就是說(shuō)，v的elem 成員被賦予了一個(gè)由 new 運(yùn)算符生成的指針，而 sz 成員的值則是元素的個(gè)數(shù)。Vector& 中的符號(hào) & 指定我們通過(guò)非常量引用的方式傳遞 v，這樣 vector_init() 就能修改傳入其中的向量了。
new運(yùn)算符從一塊名為自由存儲(chǔ) (free store)(又稱為動(dòng)態(tài)內(nèi)存(dynamic memory)或堆(heap)的區(qū)域中分配內(nèi)存。

Vector 的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用如下所示:

double read_and_sum(int s){//從cin 讀入s個(gè)整數(shù)，然后返回這些整數(shù)的和;其中，假定s 是正的
	Vector v;
	vector_init(v, s);
	for (int i=0; i!=s; ++i)
		cin >>v.elem[i];
		
	double sum = 0;
	for (int i = 0; i != s; ++i)
		sum += v.elem[i];
	return sum;
}

顯然，在靈活性和優(yōu)雅程度上我們的 Vector 與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) vector 還有很大差距，其是Vector 的使用者必須清楚地知道它的所有細(xì)節(jié)。

類(lèi)

對(duì)于用戶自定義類(lèi)型來(lái)說(shuō)，為了將其所有屬性捏合在一起，形成一個(gè)“真正的類(lèi)型”，在表示形式和操作之間建立緊密的聯(lián)系還是很有必要的。特別是，我們常常希望自己構(gòu)建的類(lèi)型易于使用和修改，數(shù)據(jù)的使用具有一致性，并且表示形式最好對(duì)用戶是不可見(jiàn)的。此時(shí)，最理想的做法就是把類(lèi)型的接口(所有代碼都可使用的部分) 與其實(shí)現(xiàn)(對(duì)其他不可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)具有訪問(wèn)權(quán)限)分離開(kāi)來(lái)。在 C++ 中，實(shí)現(xiàn)上述目的的語(yǔ)言機(jī)制被稱為類(lèi)class)。類(lèi)含有一系列成員 (member)，可能是數(shù)據(jù)、函數(shù)或者類(lèi)型。類(lèi)的 public 成員定義該類(lèi)的接口，private 成員則只能通過(guò)接口訪問(wèn)。例如：

class Vector{public:
	Vector(int s): elem{new double[s]}, sz{s}{} //構(gòu)建一個(gè)Vector
	double& operator[](int i){return elem[i];} //通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)元素
	int size(){return sz;}
private:
	double* elem; //指向元素的指針
	int sz; //元素的數(shù)量
}

于是

Vector v(6);

總的來(lái)說(shuō)，Vector 對(duì)象是一個(gè)“句柄”，它包含指向元素的指針 (elem)以及元素的數(shù)量(sz)。在不同 Vector 對(duì)象中元素的數(shù)量可能不同(本例是 6)，即使同一個(gè) Vector 對(duì)象在不同時(shí)刻也可能含有不同數(shù)量的元素 。不過(guò)，Vector 對(duì)象本身的大小永遠(yuǎn)保持不變。這是 C++ 語(yǔ)言處理可變數(shù)量信息的一項(xiàng)基本技術(shù):一個(gè)固定大小的句柄指向位于“別處”(即通過(guò) new 分配的自由空間)的一組可變數(shù)量的數(shù)據(jù)。

枚舉

c++提供的枚舉類(lèi)型可通過(guò)關(guān)鍵字class來(lái)表明是強(qiáng)類(lèi)型，例如：

enum class Color{red, blue, greeen};
enum class Traffic_light{green, yellow, red};

Color col = Color::red;
Traffic_light light = Traffic_light::red;

其中枚舉值(如red)位于其enum class 的作用域之內(nèi)，因此我們可以在不同的enum class 中重復(fù)使用這些枚舉值而不致引起混淆。例如，Color::red 是指 Color 的 red，它與Traffic light::red 顯然不同。
枚舉類(lèi)型常用于描述規(guī)模較小的整數(shù)值集合。通過(guò)使用有指代意義的 (且易于記憶的)枚舉值名字可提高代碼的可讀性，降低出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

enum 后面的 class 指明了枚舉是強(qiáng)類(lèi)型的，且它的枚舉值位于指定的作用域中。不同的 enum class 是不同的類(lèi)型，這有助于防止對(duì)常量的意外誤用。在上面的例子中，我們不能混用 Traffic light和 Color 的值

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文章源于：http://www.rwnh.cn/article46/ppchg.html

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