Các lớp cho phép lập trình viên mô hình các đối tượng mà có các thuộc tính (biểu diễn như các thành viên dữ liệu – Data members) và các hành vi hoặc các thao tác (biểu diễn như các hàm thành viên – Member functions). Các kiểu chứa các thành viên dữ liệu và các hàm thành viên được định nghĩa thông thường trong C++ sử dụng từ khóa class, có cú pháp như sau:
class <class-name>
{
<member-list> //Thân của lớp
};
Trong đó:
class-name: tên lớp.
member-list: đặc tả các thành viên dữ liệu và các hàm thành viên.
Các hàm thành viên đôi khi được gọi là các phương thức (methods) trong các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng khác, và được đưa ra trong việc đáp ứng các message gởi tới một đối tượng. Một message tương ứng với việc gọi hàm thành viên.
Khi một lớp được định nghĩa, tên lớp có thể được sử dụng để khai báo đối tượng của lớp theo cú pháp sau:
<class-name> <object-name>;
Chẳng hạn, cấu trúc Time sẽ được định nghĩa dưới dạng lớp như sau:
class Time
{
public:
Time();
void SetTime(int, int, int)
void PrintMilitary();
void PrintStandard()
private:
int Hour; // 0 - 23
int Minute; // 0 - 59
int Second; // 0 - 59
};
Trong định nghĩa lớp Time chứa ba thành viên dữ liệu là Hour, Minute và Second, và cũng trong lớp này, chúng ta thấy các nhãn public và private được gọi là các thuộc tính xác định truy cập thành viên (member access specifiers) gọi tắt là thuộc tính truy cập.
Bất kỳ thành viên dữ liệu hay hàm thành viên khai báo sau public có thể được truy cập bất kỳ nơi nào mà chương trình truy cập đến một đối tượng của lớp. Bất kỳ thành viên dữ liệu hay hàm thành viên khai báo sau private chỉ có thể được truy cập bởi các hàm thành viên của lớp. Các thuộc tính truy cập luôn luôn kết thúc với dấu hai chấm (:) và có thể xuất hiện nhiều lần và theo thứ tự bất kỳ trong định nghĩa lớp. Mặc định thuộc tính truy cập là private.
Định nghĩa lớp chứa các prototype của bốn hàm thành viên sau thuộc tính truy cập public là Time(), SetTime(), PrintMilitary() và PrintStandard(). Đó là các hàm thành viên public (public member function) hoặc giao diện (interface) của lớp. Các hàm này sẽ được sử dụng bởi các client (nghĩa là các phần của một chương trình mà là các người dùng) của lớp xử lý dữ liệu của lớp. Có thể nhận thấy trong định nghĩa lớp Time, hàm thành viên Time() có cùng tên với tên lớp Time, nó được gọi là hàm xây dựng (constructor function) của lớp Time.
Một constructor là một hàm thành viên đặc biệt mà khởi động các thành viên dữ liệu của một đối tượng của lớp. Một constructor của lớp được gọi tự động khi đối tượng của lớp đó được tạo.
Thông thường, các thành viên dữ liệu được liệt kê trong phần private của một lớp, còn các hàm thành viên được liệt kê trong phần public. Nhưng có thể có các hàm thành viên private và thành viên dữ liệu public.
Khi lớp được định nghĩa, nó có thể sử dụng như một kiểu trong phần khai báo như sau:
Time Sunset, // Đối tượng của lớp Time
ArrayTimes[5], // Mảng các đối tượng của lớp Time
*PTime, // Con trỏ trỏ đến một đối tượng của lớp Time
&DinnerTime = Sunset; // Tham chiếu đến một đối tượng của lớp Time
Ví dụ 3.2: Xây dựng lại lớp Time ở ví dụ 3.1
1: #include <iostream.h>
2:
3: class Time
4: {
5: public:
6: Time(); //Constructor
7: void SetTime(int, int, int); //Thiết lập Hour, Minute va Second
8: void PrintMilitary(); //In thời gian dưới dạng giờ quân đội
9: void PrintStandard(); //In thời gian dưới dạng chuẩn
10: private:
11: int Hour; // 0 - 23
12: int Minute; // 0 - 59
13: int Second; // 0 - 59
14: };
15:
16: //Constructor khởi tạo mỗi thành viên DL với giá trị zero
17: //Bảo đảm tất cả các đối tượng bắt đầu ở một t.thái thích hợp
18: Time::Time()
19: {
20: Hour = Minute = Second = 0;
21: }
22:
23: //Thiết lập một giá trị Time mới sử dụng giờ quânđội
24: //Thực hiện việc kiểm tra tính hợp lệ trên các giá trị dữ liệu
25: //Thiết lập các giá trị không hợp lệ thành zero
26: void Time::SetTime(int H, int M, int S)
27: {
28: Hour = (H >= 0 && H < 24) ? H : 0;
29: Minute = (M >= 0 && M < 60) ? M : 0;
30: Second = (S >= 0 && S < 60) ? S : 0;
31: }
32:
33: //In thời gian dưới dạng giờ quân đội
34: void Time::PrintMilitary()
35: {
36: cout << (Hour < 10 ? "0" : "") << Hour << ":"
37: << (Minute < 10 ? "0" : "") << Minute << ":"
38: << (Second < 10 ? "0" : "") << Second;
39: }
40:
41: //In thời gian dưới dạng chuẩn
42: void Time::PrintStandard()
43: {
44: cout << ((Hour == 0 || Hour == 12) ? 12 : Hour % 12)
44: << ":" << (Minute < 10 ? "0" : "") << Minute
45: << ":" << (Second < 10 ? "0" : "") << Second
46: << (Hour < 12 ? " AM" : " PM");
48: }
49:
50: int main()
51: {
52: Time T; //Đối tượng T của lớp Time
53:
54: cout << "The initial military time is ";
55: T.PrintMilitary();
56: cout << endl << "The initial standard time is ";
57: T.PrintStandard();
58:
59: T.SetTime(13, 27, 6);
60: cout << endl << endl << "Military time after SetTime is ";
61: T.PrintMilitary();
62: cout << endl << "Standard time after SetTime is ";
63: T.PrintStandard();
64:
65: T.SetTime(99, 99, 99); //Thử thiết lập giá trị không hợp lệ
66: cout << endl << endl << "After attempting invalid settings:"
67: << endl << "Military time: ";
68: T.PrintMilitary();
69: cout << endl << "Standard time: ";
70: T.PrintStandard();
71: cout << endl;
72: return 0;
73: }
Chúng ta chạy ví dụ 3.2, kết quả ở hình 3.2
Hình 3.2: Kết quả của ví dụ 3.2
Trong ví dụ 3.2, chương trình thuyết minh một đối tượng của lớp Time gọi là T (dòng 52). Khi đó constructor của lớp Time tự động gọi và rõ ràng khởi tạo mỗi thành viên dữ liệu private là zero. Sau đó thời gian được in dưới dạng giờ quân đội và dạng chuẩn để xác nhận các thành viên này được khởi tạo thích hợp (dòng 54 đến 57). Kế tới thời gian được thiết lập bằng cách sử dụng hàm thành viên SetTime() (dòng 59) và thời gian lại được in ở hai dạng (dòng 60 đến 63). Cuối cùng hàm thành viên SetTime() (dòng 65) thử thiết lập các thành viên dữ liệu với các giá trị không hợp lệ, và thời gian lại được in ở hai dạng (dòng 66 đến 70).
Chúng ta nhận thấy rằng, tất cả các thành viên dữ liệu của một lớp không thể khởi tạo tại nơi mà chúng được khai báo trong thân lớp. Các thành viên dữ liệu này phải được khởi tạo bởi constructor của lớp hay chúng có thể gán giá trị bởi các hàm thiết lập.
Khi một lớp được định nghĩa và các hàm thành viên của nó được khai báo, các hàm thành viên này phải được định nghĩa. Mỗi hàm thành viên của lớp có thể được định nghĩa trực tiếp trong thân lớp (hiển nhiên bao gồm prototype hàm của lớp), hoặc hàm thành viên có thể được định nghĩa sau thân lớp. Khi một hàm thành viên được định nghĩa sau định nghĩa lớp tương ứng, tên hàm được đặt trước bởi tên lớp và toán tử định phạm vi (::). Chẳng hạn như ở ví dụ 3.2 gồm các dòng 18, 26, 34 và 42. Bởi vì các lớp khác nhau có thể có các tên thành viên giống nhau, toán tử định phạm vi "ràng buộc" tên thành viên tới tên lớp để nhận dạng các hàm thành viên của một lớp.
Mặc dù một hàm thành viên khai báo trong định nghĩa một lớp có thể định nghĩa bên ngoài định nghĩa lớp này, hàm thành viên đó vẫn còn bên trong phạm vi của lớp, nghĩa là tên của nó chỉ được biết tới các thành viên khác của lớp ngoại trừ tham chiếu thông qua một đối tượng của lớp, một tham chiếu tới một đối tượng của lớp, hoặc một con trỏ trỏ tới một đối tượng của lớp.
Nếu một hàm thành viên được định nghĩa trong định nghĩa một lớp, hàm thành viên này chính là hàm inline. Các hàm thành viên định nghĩa bên ngoài định nghĩa một lớp có thể là hàm inline bằng cách sử dụng từ khóa inline.
Hàm thành viên cùng tên với tên lớp nhưng đặt trước là một ký tự ngã (~) được gọi là destructor của lớp này. Hàm destructor làm "công việc nội trợ kết thúc" trên mỗi đối tượng của lớp trước khi vùng nhờ cho đối tượng được phục hồi bởi hệ thống.
Ví dụ 3.3: Lấy lại ví dụ 3.2 nhưng hai hàm PrintMilitary() và PrintStandard() là các hàm inline.
1: #include <iostream.h>
2:
3: class Time
4: {
5: public:
6: Time(); ; //Constructor
7: void SetTime(int, int, int); //Thiết lập Hour, Minute va Second
8: void PrintMilitary() // In thời gian dưới dạng giờ quânđội
9: {
10: cout << (Hour < 10 ? "0" : "") << Hour << ":"
11: << (Minute < 10 ? "0" : "") << Minute << ":"
12: << (Second < 10 ? "0" : "") << Second;
13: }
14: void PrintStandard(); // In thời gian dưới dạng chuẩn
15: private:
16: int Hour; // 0 - 23
17: int Minute; // 0 - 59
18: int Second; // 0 - 59
19: };
20: //Constructor khởi tạo mỗi thành viên dữ liệu với giá trị zero
21: //Bảo đảm t.cả các đối tượng bắt đầu ở một trạng thái thích hợp
22: Time::Time()
23: {
24: Hour = Minute = Second = 0;
25: }
26:
27: #9; //Thiết lập một giá trị Time mới sử dụng giờ quân đội
28: #9; //T.hiện việc k.tra tính hợp lệ trên các giá trị DL
29: #9; //Thiết lập các giá trị không hợp lệ thành zero
30: void Time::SetTime(int H, int M, int S)
31: {
32: Hour = (H >= 0 && H < 24) ? H : 0;
33: Minute = (M >= 0 && M < 60) ? M : 0;
34: Second = (S >= 0 && S < 60) ? S : 0;
35: }
36:
37: #9; //In thời gian dưới dạng chuẩn
38: inline void Time::PrintStandard()
39: {
40: cout << ((Hour == 0 || Hour == 12) ? 12 : Hour % 12)
41: << ":" << (Minute < 10 ? "0" : "") << Minute
42: << ":" << (Second < 10 ? "0" : "") << Second
43: << (Hour < 12 ? " AM" : " PM");
44: }
45:
46: int main()
47: {
48: Time T;
49:
50: cout << "The initial military time is ";
51: T.PrintMilitary();
52: cout << endl << "The initial standard time is ";
53: T.PrintStandard();
54:
55: T.SetTime(13, 27, 6);
56: cout << endl << endl << "Military time after SetTime is ";
57: T.PrintMilitary();
58: cout << endl << "Standard time after SetTime is ";
59: T.PrintStandard();
60:
61: T.SetTime(99, 99, 99); //Thử thiết lập giá trị không hợp lệ
62: cout << endl << endl << "After attempting invalid settings:"
63: << endl << "Military time: ";
64: T.PrintMilitary();
65: cout << endl << "Standard time: ";
66: T.PrintStandard();
67: cout << endl;
68: return 0;
69: }
Chúng ta chạy ví dụ 3.3, kết quả ở hình 3.3
Hình 3.3: Kết quả của ví dụ 3.3
