C++是一种广泛使用的编程语言，它支持面向对象编程（OOP）。在C++中，类是对象的蓝图，定义了对象的属性和方法。通过创建类的实例，我们可以创建对象，这些对象可以拥有类定义的属性和方法。面向对象编程的核心思想是将数据和操作数据的方法封装在一起，使得代码更加模块化、可重用和易于维护。 例如，我们可以用一个简单的类来表示一个学生： ```cpp classStudent{ public: //属性 stringname; intage; //构造函数 Student(stringn,inta):name(n),age(a){} //方法 voidsetName(stringn){name=n;} voidsetAge(inta){age=a;} stringgetName()const{returnname;} intgetAge()const{returnage;} }; ``` 在这个例子中，`Student`是一个类，它有两个属性（`name`和`age`）和一个构造函数。我们还定义了一些方法（`setName`、`setAge`、`getName`和`getAge`），用于设置和获取属性的值。

C++中的类与对象，面向对象编程实例。

通过将数据和操作数据的方法封装在一起，面向对象编程提高了代码的可维护性、可重用性和扩展性。

C++作为一种支持面向对象编程的语言，其核心概念包括类和对象。

本文将通过一个实际应用场景来介绍C++中的类与对象，并展示如何利用面向对象编程解决现实问题。

1. 类的定义与基本用法。

类由数据成员（成员变量）和成员函数（成员方法）组成。

数据成员用于存储对象的状态，而成员函数则定义了对象可以执行的操作。

示例：定义一个简单的Person类。

#include 
#include 

// 定义Person类
class Person {
private:
    std::string name; // 姓名
    int age;          // 年龄

public:
    // 构造函数
    Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {}

    // 获取姓名
    std::string getName() const {
        return name;
    }

    // 设置姓名
    void setName(std::string n) {
        name = n;
    }

    // 获取年龄
    int getAge() const {
        return age;
    }

    // 设置年龄
    void setAge(int a) {
        age = a;
    }

    // 打印个人信息
    void printInfo() const {
        std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 创建Person对象
    Person person("Alice", 30);

    // 打印个人信息
    person.printInfo();

    // 修改个人信息
    person.setName("Bob");
    person.setAge(25);

    // 再次打印个人信息
    person.printInfo();

    return 0;
}

通过创建Person类的实例，我们可以方便地管理和操作个人的信息。

2. 继承与多态。

通过继承，可以实现代码的重用和扩展。

C++中的继承可以是公有继承（public）、保护继承（protected）或私有继承（private）。

多态是指同一个函数能够根据不同的输入执行不同的操作。

在C++中，多态通常通过虚函数实现。

当基类的指针或引用指向派生类的对象时，调用虚函数会根据实际对象类型调用相应的函数实现。

示例：定义一个基类Animal及其派生类Dog和Cat。

#include 
#include 

// 定义Animal基类
class Animal {
protected:
    std::string name;

public:
    Animal(std::string n) : name(n) {}

    // 纯虚函数，使Animal成为抽象类
    virtual void makeSound() const = 0;

    void printInfo() const {
        std::cout << "Name: " << name << std::endl;
    }
};

// 定义Dog派生类
class Dog : public Animal {
public:
    Dog(std::string n) : Animal(n) {}

    void makeSound() const override {
        std::cout << name << " says Woof!" << std::endl;
    }
};

// 定义Cat派生类
class Cat : public Animal {
public:
    Cat(std::string n) : Animal(n) {}

    void makeSound() const override {
        std::cout << name << " says Meow!" << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 创建Dog和Cat对象
    Dog dog("Buddy");
    Cat cat("Whiskers");

    // 使用基类指针指向派生类对象
    Animal* animals[] = { &dog, &cat };

    // 遍历数组并调用makeSound函数
    for (Animal* animal : animals) {
        animal->printInfo();
        animal->makeSound();
    }

    return 0;
}

然后，我们定义了两个派生类Dog和Cat，分别实现了makeSound函数。

通过使用基类指针指向派生类对象，我们可以实现多态，即根据实际对象类型调用相应的函数实现。

3. 实际应用案例：图书管理系统。

这个系统将包含以下几个主要功能： - 添加书籍 - 显示所有书籍 - 查找书籍 - 删除书籍

步骤1：定义Book类。

每本书都有标题、作者、ISBN号和出版年份等属性。

#include 
#include 
#include 
#include 

// 定义Book类
class Book {
private:
    std::string title;      // 书名
    std::string author;     // 作者
    std::string isbn;       // ISBN号
    int publishYear;        // 出版年份

public:
    Book(std::string t, std::string a, std::string i, int y) 
        : title(t), author(a), isbn(i), publishYear(y) {}

    // 获取书名
    std::string getTitle() const {
        return title;
    }

    // 设置书名
    void setTitle(std::string t) {
        title = t;
    }

    // 获取作者
    std::string getAuthor() const {
        return author;
    }

    // 设置作者
    void setAuthor(std::string a) {
        author = a;
    }

    // 获取ISBN号
    std::string getIsbn() const {
        return isbn;
    }

    // 设置ISBN号
    void setIsbn(std::string i) {
        isbn = i;
    }

    // 获取出版年份
    int getPublishYear() const {
        return publishYear;
    }

    // 设置出版年份
    void setPublishYear(int y) {
        publishYear = y;
    }

    // 打印书籍信息
    void printInfo() const {
        std::cout << "Title: " << title << ", Author: " << author 
                  << ", ISBN: " << isbn << ", Publish Year: " << publishYear << std::endl;
    }
};

步骤2：定义Library类管理书籍集合。

Library类将包含一个std::vector来存储所有书籍，并提供添加、显示、查找和删除书籍的功能。

// 定义Library类
class Library {
private:
    std::vector books; // 存储所有书籍的集合

public:
    // 添加书籍到图书馆
    void addBook(const Book& book) {
        books.push_back(book);
    }

    // 显示所有书籍信息
    void displayBooks() const {
        if (books.empty()) {
            std::cout << "No books in the library." << std::endl;
            return;
        }
        for (const auto& book : books) {
            book.printInfo();
        }
    }

    // 根据ISBN查找书籍并返回其在集合中的索引，如果未找到则返回-1
    int findBookByIsbn(const std::string& isbn) const {
        for (size_t i = 0; i < books.size(); ++i) {
            if (books[i].getIsbn() == isbn) {
                return static_cast(i); // 返回索引值转换为int类型
            }
        }
        return -1; // 未找到返回-1
}

C++中的类与对象 - 集智数据集