C++ 日期類別設計（一）：從結構化到物件導向的思維轉變與封裝基礎

上月專欄介紹計算日期間隔的函數，本月改用 C++ 物件導向方法解決同一問題。核心在於創建新資料型別，使其行為如內建型別般自然——從「我想怎麼做」的函數導向，轉向「我的問題領域有哪些物件」的物件導向思維。

C++ 起源與學習階梯

• C++ 起源於 80 年代初 AT&T Bjarne Stroustrup 的「帶類別的 C」，為在 C 語言效率基礎上引入 Simula-67 的類別概念進行模擬。
• C++ 複雜但可漸進掌握三階層：更好的 C（型別安全、inline、const、參考、new/delete）→ 資料抽象（類別、存取控制、建構/解構、運算子多載、模板、異常）→ 物件導向（繼承、多態、虛擬函數）。

類別：擴充的 struct

類別除定義資料成員，可加入成員函數。日期類別定義（date.h）：

class Date {
    int month, day, year;
public:
    Date();                 // 預設建構
    Date(int m, int d, int y); // 多參數建構
    Date interval(const Date& d2) const; // 計算間隔
    // 存取器
    int get_month() const { return month; }
    int get_day() const { return day; }
    int get_year() const { return year; }
};

• :: 作用域運算子指明成員隸屬。
• & 參數為參考傳遞，避免複製大物件。
• 使用語法：result = d1.interval(d2);
• 類別名即型別名，無需 typedef struct Date Date;。

建構函數：自動初始化

Date::Date() { month=1; day=1; year=1970; } // 預設
Date::Date(int m, int d, int y) { month=m; day=d; year=y; }

Date d; 呼叫預設建構；Date d(10,1,51); 呼叫多參數建構。物件定義可出現在任何區塊，支援延遲建構。

內聯函數取代巨集

將簡單成員函數移入類別定義內成內聯（如 isleap），兼具巨集展開效率與函數型別檢查、作用域規則。C++ 中除預處理器字串化/標記連接外，不需函數式巨集。

this 指標與成員存取

成員函數內無前綴的成員名（如 year）隱含指向呼叫物件（d1.year）。可用 this->year 明確表達，但鮮用。

封裝：存取控制與存取器

直接存取 d1.month = 20; 會導致無效狀態。解決：將資料設為 private，提供 const 存取器：

class Date {
private:
    int month, day, year;
public:
    int get_month() const { return month; }
    // ...
    Date interval(const Date&) const; // const 成員不修改物件
};

改用 class 關鍵字（預設 private）取代 struct，更符合封裝慣例。

C++ 參考詳解

參考是物件別名，宣告即初始化，不可重新綁定，無需 &/* 操作，可視為「自動解參考的 const 指標」。

• 參考傳遞：void swap(int&, int&) 實現真正交換。
• 大型物件傳遞：void f(const BigType&) 避免複製開銷。
• 回傳參考：允許 func() = value; 將函數呼叫置於賦值左側。

int& current() { return a[index]; }
current() = 10; // 修改 a[0]

下月預告

將整合輸入輸出流、靜態成員、運算子多載，完成功能完備的日期類別。