C++ 類別與物件完整入門：定義語法、存取控制、封裝特性與實作範例

類別與物件核心概念

• 類別：自訂複合資料類型，將**資料（屬性）**與**操作資料的函數（方法）**封裝在一起。是物件的**抽象藍圖**。
• 物件：類別的**具體實例**，佔用記憶體、擁有狀態與行為。
• 三大特性：封裝性、繼承性、多態性。

類別定義語法

class <類別名稱> {
public:     // 公有介面，提供外部服務
    成員函數宣告;
    成員資料宣告;
private:    // 私有實作細節，隱藏內部狀態
    成員資料宣告;
    成員函數宣告;
protected:  // 保護成員，供衍生類別存取
    成員宣告;
};  // 分號不可省略

// 成員函數定義（類別外部）
回傳型別 類別名稱::函數名稱(參數列) {
    函數本體;
}

存取指定符

• 順序不限、可重複出現
• **預設為 private**（struct 預設 public）

完整範例：日期類別 TDate

分離宣告與實作（推薦）

// TDate.h
class TDate {
public:
    void SetDate(int y, int m, int d);
    int IsLeapYear() const;
    void Print() const;
private:
    int year_, month_, day_;
};

// TDate.cpp
void TDate::SetDate(int y, int m, int d) {
    year_ = y; month_ = m; day_ = d;
}

int TDate::IsLeapYear() const {
    return (year_%4==0 && year_%100!=0) || (year_%400==0);
}

void TDate::Print() const {
    std::cout << year_ << '-' << month_ << '-' << day_;
}

內嵌定義（簡單類別適用）

class TDate {
public:
    void SetDate(int y, int m, int d) { year_=y; month_=m; day_=d; }
    int IsLeapYear() const { return (year_%4==0&&year_%100!=0)||(year_%400==0); }
    void Print() const { std::cout << year_ << '-' << month_ << '-' << day_; }
private:
    int year_, month_, day_;
};

定義類別的關鍵規則

1. 類別內不可初始化資料成員（C++11 起靜態常數整數除外），需在建構函式初始化
2. 資料成員型別：可為基本型別、陣列、指標、引用、其他類別物件
3. 遞迴包含限制：不可包含自身類別物件，但可包含**自身指標/引用**
4. 成員排序建議：public 先於 private；資料成員按大小排序（小→大）提升記憶體對齊效率
5. 習慣做法：宣告置於 .h，實作置於 .cpp，大型專案便於管理

作用域解析運算子 ::

格式：類別名稱::成員名稱，用於：

• 類別外定義成員函數
• 存取靜態成員
• 區分同名全域/區域識別項

從結構體到類別的演進

物件導向設計原則

• 高內聚：類別職責單一明確
• 低耦合：類別間依賴最小化
• 介面與實作分離：使用者只依賴 public 介面
• 資訊隱藏：private 封裝實作細節