C++ 類別（Class）基礎入門：從結構體到封裝與存取控制

類別：結構體的進化

在 C 語言中，struct 只能將資料聚合；C++ 的 類別 更進一步，將資料（成員變數）與操作資料的函式（成員函式）封裝在同一個邏輯單元中。定義類別使用關鍵字 class（或 struct，預設存取權限不同）。

基本語法與成員存取標籤

class 類別名稱 {
    存取標籤1:
        成員宣告...
    存取標籤2:
        成員宣告...
};

三種存取標籤（權限標籤）控制成員可見性：

• private（私有）： 僅類別內部成員函式或 friend 函式/類別可存取。預設為 private（class 關鍵字）。
• protected（受保護）： 類別內部、friend 以及衍生類別 可存取。
• public（公有）： 任何擁有物件的程式碼皆可透過 . 或 -> 存取。

範例：矩形類別

class Rectangle {
    int width, height;          // private 預設
public:
    void set_values(int, int);  // 介面
    int area() { return width * height; } // 內定義，隱含 inline
};

類別名稱 vs 物件名稱： Rectangle 是型別（如 int），rect 是變數（如 a）。

成員函式的類外定義與範圍解析運算子 ::

複雜函式通常在類別外定義，需加上類別名稱與 ::：

void Rectangle::set_values(int x, int y) {
    width = x;   // 可存取 private 成員
    height = y;
}

:: 賦予成員正確的類別作用域，使其能像在類內一樣存取 private 成員。

建立多個物件：各自擁有獨立資料成員

Rectangle rect, rectb;
rect.set_values(3, 4);
rectb.set_values(5, 6);
cout << rect.area() << endl;   // 12
cout << rectb.area() << endl;  // 30

每個物件擁有獨立的 width、height，實現了「資料與操作綁定」的物件導向核心思想。

補充：inline 與定義位置的差異

類別內定義的函式隱含 inline，編譯器可能優化為內聯展開；類外定義則視為普通成員函式。行為相同，優化機會不同。