类定义与成员
更新时间：2026-08-27。本文是
languages/cpp/主题入门层第 16 篇，类与对象子族开篇。类是 C++ 和 C 分道扬镳的第一个大岔路口：C 的结构体只能装数据，C++ 的类把数据和操作它的函数绑在一起。这一篇先把"类长什么样"讲透。
本文要回答的问题
class和 C 的struct是什么关系？- 类的成员变量和成员函数怎么定义、怎么用？
- 成员函数写类里面和写类外面有什么讲究？
一、类：把数据和函数绑在一起
先看一个最简单的类：
class Circle {
double radius_ = 1.0; // 成员变量（数据）
public:
double area() const { // 成员函数（方法）
return 3.14159 * radius_ * radius_;
}
void setRadius(double r) {
if (r >= 0) radius_ = r; // 可以加校验
}
};
Circle c; // c 是 Circle 的一个对象（实例）
c.setRadius(5.0);
double a = c.area();Circle 是类，c 是对象。类相当于图纸，对象是照着图纸造出来的实体。成员变量 radius_ 存数据，成员函数 area()、setRadius() 操作这份数据——数据和方法不再散落两处。
注意 public: 这个关键字：它之前的部分默认是私有的，写上 public: 之后的成员才允许外部访问。下一篇文章专门讲访问控制，这里先记住"class 默认私有"。
二、class vs struct：其实是一家人
C++ 里 struct 和 class 几乎等价，唯一的差别是默认访问权限：
| 关键字 | 默认访问权限 | 能装数据 | 能装函数 |
|---|---|---|---|
struct | public | 能 | 能（C++） |
class | private | 能 | 能 |
也就是说，C++ 的 struct 可以带成员函数：
struct Point {
int x = 0, y = 0;
double distance() const { return sqrt(x*x + y*y); } // C++ 里合法
};约定俗成：简单数据聚合用 struct，有行为、要封装用 class。这条不是语法强制，是工程习惯——看到 struct 就默认"这是一堆公开数据"，看到 class 就默认"内部有私有状态"。
三、成员函数：类内定义 vs 类外定义
小函数直接写在类里（像上面那样），类里写的成员函数默认是 inline 的，编译器可能直接展开。大函数放类外，用 :: 指出属于哪个类：
// Circle.h
class Circle {
double radius_;
public:
double area() const; // 只声明
void setRadius(double r);
};
// Circle.cpp
#include "Circle.h"
double Circle::area() const { // Circle:: 表示"这是 Circle 的成员"
return 3.14159 * radius_ * radius_;
}
void Circle::setRadius(double r) {
if (r >= 0) radius_ = r;
}Circle::area 读作"Circle 的 area"。类外定义时函数名前面必须带类名，否则编译器以为你在定义全局函数。
类外定义的成员函数不自动是 inline（除非你显式写 inline）——所以"头文件里声明、源文件里定义"的做法和 C 的多文件工程一脉相承。
四、和 C 对比
| 对比项 | C | C++ |
|---|---|---|
| 数据结构 | struct 只能装数据 | class/struct 数据+函数 |
| 操作数据的方式 | 外部函数 area(c) | 成员函数 c.area() |
| 默认访问 | 全公开 | class 默认私有 |
| 封装 | 靠约定（_ 前缀） | 语言层面强制 |
| 相似类型 | typedef struct | 直接用类名 |
C 里"结构体 + 操作它的函数"是两码事：struct Circle 只管数据，double area(struct Circle*) 在外面。C++ 把它们合成一个整体——这是面向对象思想的落点，也是后续封装、继承、多态的地基。
五、对象的内存布局预告
对象在内存里长什么样？成员变量按声明顺序排布，成员函数不占对象空间（所有对象共享同一份代码）：
这块细节（对齐、虚函数表、继承后的布局）在专家层对象内存布局展开，现在知道"对象就是一堆成员变量，函数是共享的"就够了。
六、与本站主线衔接
- 下一篇文章进入访问控制：
public/private/protected怎么配合出封装； - 对象在栈上的生命周期与构造/析构，见 构造函数 与 析构函数；
- 对象大小、对齐对缓存和内存占用的影响，见 L3 内存对齐与缓存。
一句话总结
类是 C++ 把数据（成员变量）和操作（成员函数）绑成一体的封装单元，class 默认私有、struct 默认公开，其余等价；小函数写类内（自动 inline）、大函数写类外并带 Circle:: 前缀；对象在内存里就是成员变量的集合，函数是所有对象共享的代码。