C++是一门强大的编程语言，以其高效、灵活和功能丰富而著称。作为面向对象编程（OOP）的重要支柱之一，C++类的设计和使用是每个C++程序员都必须掌握的核心技能。

1. 封装（Encapsulation）

封装是面向对象编程的基本概念之一，它将数据和操作数据的函数捆绑在一起，并对外隐藏其内部实现细节。C++通过访问修饰符（public, protected, private）来实现封装。

class MyClass {private:    int privateVar;public:    void setVar(int var) {        privateVar = var;    }    int getVar() {        return privateVar;    }};

在上面的例子中，privateVar被封装在MyClass中，外部无法直接访问它，只能通过公共方法setVar和getVar进行访问。

2. 继承（Inheritance）

继承允许一个类从另一个类获取属性和方法，从而实现代码重用和层次化组织。C++支持单继承和多继承。

class Base {public:    void display() {        std::cout << "Base class display function" << std::endl;    }};class Derived : public Base {public:    void display() {        std::cout << "Derived class display function" << std::endl;    }};

在这个例子中，Derived类继承了Base类，并重写了display函数。

3. 多态（Polymorphism）

多态性允许在父类和子类之间进行灵活的函数调用。C++支持静态多态（通过函数重载和模板实现）和动态多态（通过虚函数实现）。

class Base {public:    virtual void display() {        std::cout << "Base class display function" << std::endl;    }};class Derived : public Base {public:    void display() override {        std::cout << "Derived class display function" << std::endl;    }};

在这里，通过virtual关键字和override，实现了动态多态。

4. 构造函数与析构函数（Constructors and Destructors）

构造函数在创建对象时自动调用，用于初始化对象。析构函数在对象销毁时自动调用，用于清理资源。

class MyClass {public:    MyClass() {        std::cout << "Constructor called" << std::endl;    }    ~MyClass() {        std::cout << "Destructor called" << std::endl;    }};

创建和销毁MyClass对象时，会自动调用对应的构造函数和析构函数。

5. 拷贝构造函数（Copy Constructor）

拷贝构造函数用于创建一个新对象，使其成为现有对象的副本。它在对象通过值传递、返回值或显式复制时调用。

class MyClass {public:    int* data;    MyClass(int value) {        data = new int(value);    }    // Copy constructor    MyClass(const MyClass &obj) {        data = new int(*obj.data);    }    ~MyClass() {        delete data;    }};

通过深拷贝机制，MyClass对象的数据成员data被安全地复制。

6. 赋值运算符（Assignment Operator）

赋值运算符用于将一个对象的值赋给另一个现有对象。默认情况下，C++提供了按位复制的赋值运算符，但对于动态分配资源的类，需要自定义赋值运算符。

class MyClass {public:    int* data;    MyClass(int value) {        data = new int(value);    }    MyClass& operator=(const MyClass &obj) {        if (this != &obj) {            delete data;            data = new int(*obj.data);        }        return *this;    }    ~MyClass() {        delete data;    }};

在这个例子中，通过自定义赋值运算符，确保了对象资源的安全分配和释放。

7. 静态成员（Static Members）

静态成员属于类而不是类的对象，它们在所有实例之间共享。静态成员函数只能访问静态数据成员。

class MyClass {public:    static int staticVar;    static void staticFunc() {        std::cout << "Static function called" << std::endl;    }};int MyClass::staticVar = 0;

静态成员变量和函数不依赖于类的实例，可以直接通过类名调用。

8. 友元（Friend）

友元函数或友元类可以访问另一个类的私有和保护成员。友元关系不是互相的，也不是传递的。

class MyClass {private:    int privateVar;public:    MyClass() : privateVar(0) {}    friend void display(const MyClass &obj);};void display(const MyClass &obj) {    std::cout << "Private variable: " << obj.privateVar << std::endl;}

在这个例子中，友元函数display能够访问MyClass的私有成员privateVar。

9. 模板类（Template Classes）

模板类使得类能够适用于多种数据类型，而不必重复编写相同的代码。C++模板类支持泛型编程。

template <typename T>class MyClass {private:    T data;public:    MyClass(T value) : data(value) {}    T getData() {        return data;    }};MyClass<int> intObj(5);MyClass<double> doubleObj(3.14);

通过模板类，MyClass可以处理不同类型的数据，如int和double。

10. 运算符重载（Operator Overloading）

运算符重载允许为用户自定义类型定义新的操作符行为，从而使类的对象能够使用自然的语法进行操作。

class MyClass {private:    int value;public:    MyClass(int val) : value(val) {}    MyClass operator+(const MyClass &obj) {        return MyClass(value + obj.value);    }    void display() {        std::cout << "Value: " << value << std::endl;    }};MyClass obj1(5), obj2(3);MyClass obj3 = obj1 + obj2;obj3.display(); // Output: Value: 8

在这个例子中，重载+运算符使得MyClass对象能够直接相加。

总结

C++类的上述10条特性展示了其强大的面向对象编程能力。通过深入理解和掌握这些特性，开发者可以设计出高效、灵活和可维护的代码。