C++初阶 —— 类与对象(一)

发布时间：2024-12-12 08:01

一，类定义

二，类的访问限定符及封装

三，类的作用域

四，类的实例化

五，类对象大小

六，this指针

C语言关注的是过程，分析求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题；

C++关注的是对象，将一件事拆分成不同对象，靠对象间交换完成；

一，类定义

C中，结构体中只能定义变量，但C++中，结构体内不仅可以定义变量，还可定义函数；在C++中，更喜欢用类(class)来替代；

//struct内可定义变量和函数
struct S
{
	void fun()
	{
		cout << "class" << endl;
	}
	char _name[20];
	int _age[3];
};
int main()
{
	S s;
	s.fun();
	return 0;
}

类是 C++ 的核心特性，用于指定对象的形式(即描述对象)，通常被称为用户定义的类型；定义一个类，本质上是定义一个数据类型的蓝图；

类定义：

class(类关键字) + classname(类名字) + {}(类主体) + ；
类中的元素称为类的成员，类中的数据—类属性，类中的函数—类方法/成员函数；

类定义的两种方式：

声明和定义全部放在类体中，需注意，成员函数如在类中定义，编译器可能会将其当成内联函数处理；
类声明放在.h文件，类定义放在.cpp文件中，一般采用此种方式；

注：

成员函数的定义，即函数的实现；
成员变量的定义，即开区间；

//类声明和定义全部放在类体中
//编译器可能会将成员函数当成内联函数处理
class Person
{
//访问修饰符：private/public/protected
public: 
    //方法或成员函数
	void showInfo()
	{
		cout << _name << "/" << _sex << "/" << _age << endl;
	}
//访问修饰符：private/public/protected
public:
    //成员变量
	char* _name;
	char* _sex;
	int _age;
}; //封号结束

//.h 声明
class Person
{
public:
	void showInfo();
public:
	char* _name;
	char* _sex;
	int _age;
};

//.cpp 定义
void Person::showInfo()
{
	cout << _name << "/" << _sex << "/" << _age << endl;
}

二，类的访问限定符及封装

C++实现封装的方式，用类将对象的属性与方法结合在一起，通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用；

访问限定符

public修饰的成员，在类外可直接访问；
protected、private修饰的成员，在类外不能被直接访问；
访问权限作用域从该访问限定符出现位置开始直到下一个访问限定符出现为止；
class默认访问权限为private，struct则为public(需兼容C)；

注：访问限定符只在编译时有用，当数据映射到内存后，没有任何访问限定符上的区别；

C++中struct和class的区别：

C++需兼容C，所以C++中struct可当成结构体使用，此外struct还可用来定义类；
和class定义类一样，struct默认访问权限为public，class为private；

封装

面向对象三大特征：封装、继承、多态、抽象、反射(java)等；

封装：将数据和方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互；封装本质是管理，

三，类的作用域

类定义了一个新的作用域，类的所有成员都在类的作用域中；
在类外定义成员，需使用作用域解析符：：，来指明成员属于的类域；

//声明
class Person
{
public:
	void showInfo();
public:
	char _name[20];
	char _sex[3];
	int _age;
};

//类外定义
void Person::showInfo()
{
	cout << _name << "/" << _sex << "/" << _age << endl;
}

四，类的实例化

用类类型创建对象的过程，即称为类的实例化；

类像个模型，限定了其成员，定义一个类并没有分配实际内存空间来存储；
一个类可以实例化多个对象，实例化出的对象，占用实际的物理空间；
类就像实际图纸，类实例化就是使用图纸建造出来；

//类的实例化
Person man;
Person woman;

五，类对象大小

类大小

即该类中“成员变量”之和；
需内存对齐；
空类，比较特殊，编译器会给一个字节来唯一标识此类，此字节不存储有效数据；

类对象的存储方式

对象包含所有类成员，对象成员变量是不同的，但却调用同一函数，按照此方法存储，每一个对象都会存一份代码，浪费空间；
只保存成员变量，成员函数存放在公共代码段；

注：结构体内存对齐规则

第一个成员偏移量为0；
其他成员变量要对齐到对齐数的整数倍的地址处；
结构体总大小，最大对齐数的整数倍；
如嵌套结构体，嵌套结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍，结构体总大小为最大对齐数的整数倍(含嵌套结构体的对齐数)；
对齐数=编译器默认对齐数和该成员大小的较小值，vs默认为8；

六，this指针

成员函数体中，没有关于不同对象的区分；不同对象调用成员函数时，C++通过引入this指针来解决；
即，C++编译器给每个“非静态的成员函数”增加一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象；
在函数体中，所有成员变量的操作，都是通过该指针去访问的；只是所有操作对用户是隐藏的，无需用户传递，编译器自动完成；

this指针的特性

this指针的类型—类型*（const不可修改）；
只能在“成员函数”的内部使用；
this指针本质上其实是一个成员函数的形参，对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给this形参，this指针存于栈帧中；
this指针是成员函数第一个隐含的指针形参，vs编译器一般通过ecx寄存器自动传递，无需用户传递；

//定义一个类
class Date
{
public:
	void Display()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
	void SetDate(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
        Display();
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

//实际成员函数
void Display(Date* this)
{
	cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;
}
void SetDate(Date* this, int year, int month, int day)
{
	this->_year = year;
	this->_month = month;
	this->_day = day;
    this->Display();
}

//此程序可正常运行
//因为成员函数地址存于公共代码段
//调用函数时不会去访问p指向的空间,不存在空指针的解引用
//只会把p传递给隐形的this指针，且show函数内也没有解引用this指针
class A
{
public:
    void show()
    {
        cout << _a << endl;
    }
private:
    int _a;
};
int main()
{
    A* p = nullptr;
    p->show();
    return 0;
}

C++初阶 —— 类与对象(一)

一，类定义

二，类的访问限定符及封装

三，类的作用域

四，类的实例化

五，类对象大小

六，this指针

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