硬件端之C++中class的所有常见写法、类

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01、最基础（声明vs定义、空类）

// 前向声明（声明，不分配内存，称为不完整类型）
class A;
// 定义（空类）
class B {};

1、class A;，只是告诉编译器存在类型 A，不能实例化也不能访问成员，常用于指针/引用声明以减少头文件依赖。
2、class B {};，完全定义类（称为空类），sizeof(B) >= 1（语言保证非零）。

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02、成员访问控制（类体内部）

class C {private:int x;protected:int y;public:int z;
};

1、private（类中默认）、protected、public控制成员可见性（方法、数据、嵌套类型、friend声明都受影响）。
2、struct的默认访问是public与class不同。

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03、继承（基本形式与访问说明）

// 公有继承
class D : public Base {};
// 受保护继承
class E : protected Base {};
// 私有继承
class F : private Base {};
// 默认继承（class -> private，struct -> public）
class G : Base {};

1、继承访问决定了基类的public、protected成员在派生类对外的可见性。
2、如果写成class X : Base，默认相当于class X : private Base（因为X用class声明）。如果是struct X : Base，默认是public。

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04、多重继承

class H : public Base1, private Base2 {};

1、允许从多个基类继承。
2、会产生二义性（若不同基类定义同名成员，使用时需要作用域限定或解决冲突）。
3、构造顺序：按基类在继承列表中出现的顺序构造，再构造成员，再构造派生类本身。

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05、虚继承（解决菱形继承）

class Top {};
class Left : virtual public Top {};
class Right : virtual public Top {};
class Bottom : public Left, public Right {};

1、当存在“钻石”结构（Top是Left、Right的共同基类）时，若采用virtual继承，则Bottom只含有Top的一个共享子对象，避免重复数据成员与二义性。
2、virtual继承会带来额外开销（指针/偏移）并改变构造责任（最终派生类负责初始化虚基类）。

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06、抽象类（纯虚函数）

class I {public:// 纯虚函数virtual void foo() = 0;// 虚析构函数（接口/基类推荐）virtual ~I() = default;
};

1、含有至少一个纯虚函数的类称为抽象类，不能被实例化。
2、抽象类常用于接口（interface）设计。
3、纯虚函数可以在基类中提供实现（少见），但仍使类抽象：void I::foo() { /* ... */ }，合法但I仍是抽象类。

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07、virtual/override/final（方法层面）

class Base {public:virtual void f();// 派生类不可重写 g()virtual void g() final;
};class Derived : public Base {public:// 编译器检查：必须覆盖基类的虚函数void f() override;
};

1、virtual：函数可被重写并实现运行时多态。
2、override：显式表明这是覆盖基类虚函数，若不匹配基类签名会报错（非常推荐使用）。
3、final：禁止再被重写（方法）或禁止被继承（类）。

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08、final（类层面，禁止被继承）

class NoDerive final {};// 错误
// class Sub : public NoDerive {};

1、final在类声明后面可以阻止其他类继承它（C++11引入）。

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09、构造函数继承/默认/删除

class A {public:// 默认构造A() = default;// 禁止拷贝构造A(const A&) = delete;// 默认移动构造A(A&&) = default;
};class B : public A {public:// 继承父类构造函数（C++11 起）using A::A;
};

1、= default;，告诉编译器生成默认实现。
2、= delete;，用于禁止某个函数（如拷贝/赋值），常用于不可拷贝的资源类（单例、句柄等）。
3、using Base::Base;，允许派生类自动继承基类的构造函数（避免重复写构造转发）。

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10、成员函数在类内定义vs类外定义

class K {public:// 在类内定义 -> 隐式 inlinevoid f() { /* inline body */ }void g();
};void K::g() { /* class外定义 */ }

1、类内定义的函数隐式是inline（仅影响链接，不代表编译器一定内联）。
2、类外定义需要写ClassName::method的限定名。

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11、嵌套类/嵌套类型/friend

class Outer {public:class Inner { /* 嵌套类 */ };friend class FriendClass;friend void friendFunc(Outer&);
};

1、嵌套类是Outer::Inner，默认受private还是public取决于嵌套类所在的访问区（要把它写在public: 下才能外部直接访问）。
2、friend可授予外部函数或类访问私有成员的权限（破坏封装但有时必要）。

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12、模板类（泛型）

template<typename T>
class MyTemplate {public:T value;
};template<>
class MyTemplate<int> { /* 专门化 */ };

1、模板类允许类型参数化。
2、可以对特定类型做完全特化或偏特化（更高级）。

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template<typename Derived>
class BaseCRTP { /* 使用 Derived */ };class Derived : public BaseCRTP<Derived> {};

1、用于静态多态（编译期多态）与混入设计。

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13、虚析构函数的重要性

class Base {public:virtual ~Base() {}
};class Derived : public Base {};

1、如果基类打算通过基类指针删除派生类对象（Base* p = new Derived; delete p;），必须让基类析构函数为virtual，否则会导致资源泄漏或未定义行为。

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14、抽象接口风格（只含纯虚函数）

struct IPrinter {virtual void print() = 0;virtual ~IPrinter() = default;
};

struct+纯虚函数常用来定义接口（和class仅差别在默认可见性）。

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15、运算符重载、转换运算符等（类内写法）

class Num {public:Num operator+(const Num& other) const;// 明确的转换运算符explicit operator int() const;
};

1、常见把运算符重载作为类成员或自由函数来实现。

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16、聚合/标准布局/Trivial 类（写法相关提示）

1、带有用户自定义构造函数或private成员或虚函数的类可能不是聚合类型。
2、聚合类型可以用于聚合初始化（T t{…}）。

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17、其他特殊写法（快速列举）

1、class X final : public Y {};：类不可被继承。
2、class X : public virtual Y {};：虚继承（重复）。
3、class X : public Y, private Z {};：混合继承访问。
4、class X { static int s; };：静态成员（类级别）。
5、class X { using value_type = int; };：嵌套类型别名。
6、class X { X() noexcept; };：异常规格（现代通常用noexcept）。

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19、小结（把最常见的变体列成一个对照表）

1、不继承、独立类

class A {};

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2、单继承（显式访问）

class B : public Base {};
class C : protected Base {};
class D : private Base {};

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3、多继承

class E : public B, private C {};

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4、虚继承（解决菱形）

class F : virtual public Top {};

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5、抽象类（接口）

class I { virtual void f() = 0; };

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6、扩展语法，按需使用
final/override/= default/=delete/using Base::Base/模板类/嵌套/friend等。

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20、类定义写法速查表

表格

写法	名称/类型	说明	访问控制默认值	示例
class A {};	普通类	定义一个独立的类	private	class BleServer {};
class A;	前向声明	告诉编译器该类存在（不可实例化）	—	class BleServer;
class A : public B {};	公有继承	继承B 的 public、protected 成员保持可访问	private	class BleServer : public abc {};
class A : protected B {};	保护继承	继承的成员对外变为protected	private	—
class A : private B {};	私有继承	所有继承成员对外不可见	private	—
struct A {};	结构体（类）	与 class 功能相同，只是默认访问为public	public	—
class A : virtual public B {};	虚继承	解决菱形继承重复基类问题	private	—
class A : public B, private C {};	多重继承	同时继承多个基类	private	—
class A final {};	禁止继承	A 不能再被其他类继承	private	—
class A : public B final {};	最终派生类	继承B，但不允许再有子类	private	—
class A { virtual void f() = 0; };	抽象类（接口）	含纯虚函数，不能实例化	private	—
class A { A() = default; };	默认构造	编译器自动生成默认实现	private	—
class A { A(const A&) = delete; };	删除函数	禁止拷贝或赋值等操作	private	—
class A : public B { using B::B; };	继承构造函数	自动继承基类构造函数	private	—
class A { friend class B; };	友元类	允许B 访问 A 的私有成员	private	—

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小结
1、class与struct的唯一区别：默认访问权限不同。
2、: public Base => 常用于继承接口或可替代的父类。
3、virtual => 用于支持多态；final => 用于禁止继承或重写。
4、= default、= delete => 控制构造/析构/拷贝的自动生成行为。