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C++类的成员变量和成员函数详解

类可以看做是一种数据类型,它类似于普通的数据类型,但是又有别于普通的数据类型。类这种数据类型是一个包含成员变量和成员函数的集合。

类的成员变量和普通变量一样,也有数据类型和名称,占用固定长度的内存。但是,在定义类的时候不能对成员变量赋值,因为类只是一种数据类型或者说是一种模板,本身不占用内存空间,而变量的值则需要内存来存储。

类的成员函数也和普通函数一样,都有返回值和参数列表,它与一般函数的区别是:成员函数是一个类的成员,出现在类体中,它的作用范围由类来决定;而普通函数是独立的,作用范围是全局的,或位于某个命名空间内。

上节我们在示例中给出了 Student 类的定义,如下所示:
class Student{
public:
    //成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;

    //成员函数
    void say(){
        cout<<name<<"的年龄是"<<age<<",成绩是"<<score<<endl;
    }
};
这段代码在类体中定义了成员函数。你也可以只在类体中声明函数,而将函数定义放在类体外面,如下图所示:
class Student{
public:
    //成员变量
    char *name;
    int age;
    float score;

    //成员函数
    void say();  //函数声明
};

//函数定义
void Student::say(){
    cout<<name<<"的年龄是"<<age<<",成绩是"<<score<<endl;
}
在类体中直接定义函数时,不需要在函数名前面加上类名,因为函数属于哪一个类是不言而喻的。

但当成员函数定义在类外时,就必须在函数名前面加上类名予以限定。::被称为域解析符(也称作用域运算符或作用域限定符),用来连接类名和函数名,指明当前函数属于哪个类。

成员函数必须先在类体中作原型声明,然后在类外定义,也就是说类体的位置应在函数定义之前。

在类体中和类体外定义成员函数的区别

在类体中和类体外定义成员函数是有区别的:在类体中定义的成员函数会自动成为内联函数,在类体外定义的不会。当然,在类体内部定义的函数也可以加 inline 关键字,但这是多余的,因为类体内部定义的函数默认就是内联函数。

内联函数一般不是我们所期望的,它会将函数调用处用函数体替代,所以我建议在类体内部对成员函数作声明,而在类体外部进行定义,这是一种良好的编程习惯,实际开发中大家也是这样做的。

当然,如果你的函数比较短小,希望定义为内联函数,那也没有什么不妥的。

如果你既希望将函数定义在类体外部,又希望它是内联函数,那么可以在定义函数时加 inline 关键字。当然你也可以在函数声明处加 inline,不过这样做没有效果,编译器会忽略函数声明处的 inline,我们已在《如何规范地使用C++内联函数》中对这点进行了详细讲解。

下面是一个将内联函数定义在类外部的例子:
class Student{
public:
    char *name;
    int age;
    float score;

    void say();  //内联函数声明,可以增加 inline 关键字,但编译器会忽略
};

//函数定义
inline void Student::say(){
    cout<<name<<"的年龄是"<<age<<",成绩是"<<score<<endl;
}
这样,say() 就会变成内联函数。

这种在类体外定义 inline 函数的方式,必须将类的定义和成员函数的定义都放在同一个头文件中(或者同一个源文件中),否则编译时无法进行嵌入(将函数代码的嵌入到函数调用出),具体原因我们已在《如何规范地使用C++内联函数》中进行了讲解。

再次强调,虽然 C++ 支持将内联函数定义在类的外部,但我强烈建议将函数定义在类的内部,这样它会自动成为内联函数,何必费力不讨好地将它定义在类的外部呢,这样并没有任何优势。

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