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关于c++中sturct与class的讨论

lench
 lench
发布于 2015/05/05 19:11
字数 2196
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有很多人在学习C++的时候只是了解了C++的语法,或者更高层次的人是理解了oo,但在这样的学习过程中,往往一些最基本的问题反而被忽略了。当然,这些问题或许在你做工程中,不会有太大的影响,只要按照平时一贯的良好编码习惯,依旧可以写出好的代码;但某些时候,或许就是这些最基本的小问题,会让你的程序BUG难以发现,而注意到某些问题后,同时还将会提升你程序的性能。所以,还是让我们把这些最基本的问题一一拾起,了解总比不了解好。
我原本打算用最俗的方式列出10个最基本的问题来排个TOP10的,后来发现每个问题要深入讨论的东西太多,于是就此打住,还是一个一个的来慢慢讨论,会更加清晰明了。
那么,最开始,就让我们来讨论一下一个最最基本,也最最容易被人忽视掉的问题——C++中的struct和class有什么区别?
如果谈到C中的struct和C++中的class的区别,你应该会告诉我很多。但我现在说的是C++中的struct,你还会依然那样告诉我吗?你会认为C中的struct和C++中的struct是一样的吗?
被我这样问道,或许你会吱吱呜呜的说:不一样吧。的确,是不一样,那么区别在哪里?
其实,C和C++这两种语言,除了语法上相似,其理念是完全不同的。C++最初的想法就是对C进行扩充——“a better c”,但事实上,这样的“扩充”已经不能再称之为扩充了,我更愿意把C++当成是一种新的语言,而不仅仅是扩充。又或许,C++和C最大的关系,只是他们的名字,如果C++不叫C++,而叫D++,你可能就不会将它们俩的关系想得那么的紧密了。当然,这些话只是调侃,C++的确是在C的基础上发展起来的。
我之所以提到理念不同,关键就是指oo,这思想对整个软件编程的冲击太大,所以我会说C++更像是一种新的语言。
说了这么多废话,我们还是回到我们讨论的问题上来。
C++中的struct对C中的struct进行了扩充,它已经不再只是一个包含不同数据类型的数据结构了,它已经获取了太多的功能。
struct能包含成员函数吗? 能!
struct能继承吗? 能!!
struct能实现多态吗? 能!!!
有很多人应该已经知道这样一个事实,但总有些不知道的人,看到这些会感到很惊讶。是的,当我第一次注意到这个事实的时候,我也同样很吃惊。
既然这些它都能实现,那它和class还能有什么区别?
最本质的一个区别就是默认的访问控制,体现在两个方面:

1)默认的继承访问权限。struct是public的,class是private的。

如果不知道什么是public继承,什么是private继承的,可以去查书,这里暂不讨论。

你可以写如下的代码:

struct A

{

char a;

};

struct B : A

{

char b;

};

这个时候B是public继承A的。如果都将上面的struct改成class,那么B是private继承A的。这就是默认的继承访问权限。所以我们在平时写类继承的时候,通常会这样写:

struct B : public A

就是为了指明是public继承,而不是用默认的private继承。

当然,到底默认是public继承还是private继承,取决于子类而不是基类。我的意思是,struct可以继承class,同样class也可以继承struct,那么默认的继承访问权限是看子类到底是用的struct还是class。如下:

struct A{};

class B : A{}; //private继承

struct C : B{}; //public继承

2)struct作为数据结构的实现体,它默认的数据访问控制是public的,而class作为对象的实现体,它默认的成员变量访问控制是private的。
注意我上面的用词,我依旧强调struct是一种数据结构的实现体,虽然它是可以像class一样的用。我依旧将struct里的变量叫数据,class内的变量叫成员,虽然它们并无区别。其实,到底是用struct还是class,完全看个人的喜好,你可以将你程序里所有的class全部替换成struct,它依旧可以很正常的运行。但我给出的最好建议,还是:当你觉得你要做的更像是一种数据结构的话,那么用struct,如果你要做的更像是一种对象的话,那么用class。
当然,我在这里还要强调一点的就是,对于访问控制,应该在程序里明确的指出,而不是依靠默认,这是一个良好的习惯,也让你的代码更具可读性。


说到这里,很多了解的人或许都认为这个话题可以结束了,因为他们知道struct和class的“唯一”区别就是访问控制。很多文献上也确实只提到这一个区别。
但我上面却没有用“唯一”,而是说的“最本质”,那是因为,它们确实还有另一个区别,虽然那个区别我们平时可能很少涉及。那就是:“class”这个关键字还用于定义模板参数,就像“typename”。但关键字“struct”不用于定义模板参数。这一点在Stanley B.Lippman写的Inside the C++ Object Model有过说明。
问题讨论到这里,基本上应该可以结束了。但有人曾说过,他还发现过其他的“区别”,那么,让我们来看看,这到底是不是又一个区别。

还是上面所说的,C++中的struct是对C中的struct的扩充,既然是扩充,那么它就要兼容过去C中struct应有的所有特性。例如你可以这样写:
struct A //定义一个struct
{
char c1;
int n2;
double db3;
};
A a={'p',7,3.1415926}; //定义时直接赋值
也就是说struct可以在定义的时候用{}赋初值。那么问题来了,class行不行呢?将上面的struct改成class,试试看。报错!噢~于是那人跳出来说,他又找到了一个区别。我们仔细看看,这真的又是一个区别吗?
你试着向上面的struct中加入一个构造函数(或虚函数),你会发现什么?对,struct也不能用{}赋初值了。的确,以{}的方式来赋初值,只是用一个初始化列表来对数据进行按顺序的初始化,如上面如果写成A a={'p',7};则c1,n2被初始化,而db3没有。这样简单的copy操作,只能发生在简单的数据结构上,而不应该放在对象上。加入一个构造函数或是一个虚函数会使struct更体现出一种对象的特性,而使此{}操作不再有效。事实上,是因为加入这样的函数,使得类的内部结构发生了变化。而加入一个普通的成员函数呢?你会发现{}依旧可用。其实你可以将普通的函数理解成对数据结构的一种算法,这并不打破它数据结构的特性。至于虚函数和普通成员函数有什么区别,我会具体写篇文章讨论。

那么,看到这里,我们发现即使是struct想用{}来赋初值,它也必须满足很多的约束条件,这些条件实际上就是让struct更体现出一种数据机构而不是类的特性。那为什么我们在上面仅仅将struct改成class,{}就不能用了呢?其实问题恰巧是我们之前所讲的——访问控制!你看看,我们忘记了什么?对,将struct改成class的时候,访问控制由public变为private了,那当然就不能用{}来赋初值了。加上一个public,你会发现,class也是能用{}的,和struct毫无区别!!!

做个总结,从上面的区别,我们可以看出,struct更适合看成是一个数据结构的实现体,class更适合看成是一个对象的实现体。所以我会提出什么时候用struct什么时候用class的建议。如果你有不同的看法,欢迎讨论。


本文转载自:http://blog.chinaunix.net/uid-21712186-id-1818335.html

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