C++ 類定義自訂資料型別：資料抽象、封裝與介面設計實踐

成員函數隱含參數，指向調用物件。型別為 ClassName* const（非 const 成員函數）或 const ClassName* const（const 成員函數）。

Const 成員函數

class Sales_data {
public:
    std::string isbn() const { return bookNo; } // 可被 const 物件調用
    Sales_data& combine(const Sales_data&);     // 非 const，可修改物件
private:
    std::string bookNo;
};

規則：const 物件/參考/指標只能調用 const 成員函數。

類別作用域與名稱查找

• 類別即一作用域，成員函數巢狀定義其中
• 編譯兩階段：先編譯所有宣告，再編譯函數體 → 成員函數可自由使用後宣告的成員
• 類外定義需加類名限定：void Sales_data::combine(...)

建構子與初始化

class Sales_data {
public:
    Sales_data() = default;                    // C++11 顯式預設
    Sales_data(const std::string& s) : bookNo(s), units_sold(0), revenue(0) {}
    Sales_data(std::istream& is) { read(is, *this); }
private:
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;                   // 類內初始值 (C++11)
    double revenue = 0.0;
};

• 初始化列表：直接初始化成員，而非先預設再指派
• 成員初始化順序 = 宣告順序，與初始化列表寫入順序無關
• 委派建構子 (C++11)：Sales_data() : Sales_data("") {}

拷貝控制

• 拷貝建構子：Sales_data(const Sales_data&)
• 拷貝指派：Sales_data& operator=(const Sales_data&)
• 解構子：~Sales_data()
• 預設行為：成員逐一拷貝/指派/銷毀
• 管理動態記憶體類別必須自定義三者（或使用 std::vector/std::string 避免手動管理）

存取控制與友元

class Foo {
    friend void bar(Foo&);     // 友元函數
    friend class Baz;          // 友元類別
private:
    int secret;
};

• 友元打破封裝，慎用
• 宣告處指定存取權，不受類別作用域限制
• 若需外部可調用友元，須額外在類外宣告

類型別名與巢狀類別

class Screen {
public:
    using pos = std::string::size_type; // 類型別名
    class Iterator { ... };             // 巢狀類別
};

可變資料成員

class Cache {
    mutable int accessCount; // const 成員函數中也可修改
public:
    int get() const { ++accessCount; return data; }
};

隱式型別轉換與 explicit

• 單參數建構子定義隱式轉換路徑
• explicit 防止隱式轉換，僅允許直接初始化
• 標準庫慣例：單參數建構子預設加 explicit

聚合類與字面值常量類

• 聚合類：全 public、無建構子、無類內初始值、無基類/虛函數 → 支援列表初始化
• 字面值常量類：可用於 constexpr，需滿足字面值型別要求
• constexpr 建構子/函數：編譯期計算，極大優化執行效能

靜態成員

class Account {
public:
    static double interestRate(); // 靜態成員函數，無 this
    static void rate(double);
private:
    static double rate_;          // 靜態資料成員
    static constexpr int period = 30; // 常量表達式，可類內初始化
};

// 類外定義（非 constexpr 必須）
double Account::rate_ = 0.05;
double Account::interestRate() { return rate_; }

• 屬於類別而非物件，全體共享
• 可透過物件/指標/參考或類名存取
• 靜態成員函數無 this，不可 const
• 定義放置於非內聯函數同一文件