C++：类与对象（上）

目录

一、类的定义

1.1类的定义格式

1.2访问限定符

 1.3类域

二、实例化

2.1实体化的概念

2.2类对象的大小 

三、this指针 

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前言：

这篇文章是对类和对象的初步介绍，我将用三篇文章描述类和对象，希望对大家有所帮助

一、类的定义

什么是对象：

对象是一个实体，我们眼睛能看到的实体都是对象。

什么是类：

类是用来对实体（对象）进行描述的，如对象有什么属性，功能等。类可以看做C语言中的结构体的加强版，在C++中结构体被认为是类的一种。

1.1类的定义格式

class是类的关键字，stack是类的名字，{}中是类的成员，注意类定义结束时后⾯分号不能省略，类中的成员包括变量和函数。类中的变量称为类的属性或成员变量，类中的函数称为类的⽅法或 者成员函数。

#include
using namespace std;
class stack//类型名
{
	//类的成员
	// 
	//函数称为类的⽅法或 者成员函数
	void add()此时为内联函数
	{
		//.......
	}
	//类的属性或成员变量
	int a = 10;
	int b = 0;
};//后⾯分号不能省略

//第二种，可以把声明留在类里，定义放在外面或别的文件
///比如类的声明在.h文件，定义在.c文件
//.h文件
class stack//类型名
{
	//类的成员
	// 
	//函数称为类的⽅法或 者成员函数
public:
	void add();
	//类的属性或成员变量
	int a = 10;
	int b = 0;
};//后⾯分号不能省略
//.c文件
void stack::add()
{
	//........
}

类的定义中需要注意的细节：

①.C++中struct也可以定义类，C++兼容C中struct的⽤法，同时struct升级成了类，明显的变化是 struct中可以定义函数，⼀般情况下我们还是推荐⽤class定义类。

②在类中定义的成员函数，默认为是内联函数（inline）

③为了避免函数形参和类中的成员函数名相同，为了避免混淆最好加上一些特殊标记。

④两种定义方法都可以使用，必进编译器会忽略长函数，我们可以将短的函数写在里面，长的函数写在外面

1.2访问限定符

访问限定符是C++的一种封装方式，将类的属性和类的方法联系在一起，通过访问限制选择性的将一些内容给外界使用。

访问限定符中的细节：

①一个访问限定符的作用域，从这个访问限定符开始到下一个访问限定符结束，如果没有就到}结束。

②class当类内没有访问限定符时，默认为private；struct中默认为public。

③public修饰的成员在类外可以直接被访问；protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问，protected和private是⼀样的，这里我们还未详细讲解，以后继承章节才能体现出他们的区别。

④public在类外和类内都可以被直接访问。

class stack
{
public:
	int a = 10;
	int b = 3;
private:
	void add()
	{
		//.....
	}
protected:
	int c = a + b;//public在类内可以直接访问
	add();//private不可以直接访问
};

 1.3类域

上一篇文章我们讲了C++中的域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/ 类型出处(声明或定义)的逻辑，所有有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响 编译查找逻辑，还会影响变量的⽣命周期，命名空间域和类域不影响变量⽣命周期。 

类域是一个全新的作用域，在类外要定义时，需要使⽤ :: 作⽤域操作符指明成员属于哪个类域。

class stack
{
public:
	void STinit(int n=4);
private:
	int val;
	int top = 0;
	int capacity = 4;
};
void stack::STinit(int n = 4)
{
	int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
	}
}
int main()
{
	stack st;
	st.STinit();
}

二、实例化

2.1实体化的概念

如果说类是对对象的描述，而对象可以是眼睛看到的任何实体，那我们也可以认为对象是一个房子时，类是对房子的描述，即为图纸。在没有实体化的时候，是不占空间的。

类是可以定义多个对象的，就像一个图纸可以建很多个房子。 

class stack
{
public:
	void STinit(int n=4);
private:
	int val;
	int top = 0;
	int capacity = 4;
};
void stack::STinit(int n = 4)
{
	int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	if (tmp == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
	}
}
int main()
{
	stack st1;
	stack st2;
	st1.STinit();
	st2.STinit();
}

2.2类对象的大小 

之前我们在上面讲述了Class是C语言中struct的加强版，那么类对象的大小，是否和结构体的大小有关呢？

答案是相关的，但是也有一些不同。

①类中包含成员变量和成员函数，类实例化出的每个对象，都有独⽴的数据空间，所以对象中肯定包含 成员变量，那么成员函数是否包含呢？

→→⾸先函数被编译后是⼀段指令，对象中没办法存储，这些指令存储在⼀个单独的区域(代码段)，那么对象中⾮要存储的话，只能是成员函数的指针

→→对象中是否有存储指针的必要呢，Date实例化d1和d2两个对象，d1和d2都有各⾃独⽴的成员变量 _year/_month/_day存储各⾃的数据，但是d1和d2的成员函数Init/Print指针却是⼀样的，存储在对象 中就浪费了。如果⽤Date实例化100个对象，那么成员函数指针就重复存储100次，太浪费了。

→→所以成员函数不在类中存储，他们在公共的代码区中存储。

这样类中就只用存储成员变量这与结构体就相同了，遵循内存对齐规则。

如果这个类是空(没有成员变量)的，没有成员，那就是1个字节,不存数据，就标识有这个对象存在过。 

三、this指针 

Date类中有print和init成员函数，由上可知他们存储在相同位置，当我们创建不同Data的不同对象时，如何分辨是谁的函数呢？那么这⾥就要看到C++给了 ⼀个隐含的this指针解决这⾥的问题。

编译器编译后，类的成员函数默认都会在形参第⼀个位置，增加⼀个当前类类型的指针，叫做this 指针。⽐如Date类的Init的真实原型为， void Init(Date* const this, int year, int month, int day)

类的成员函数中访问成员变量，本质都是通过this指针访问的，如Init函数中给_year赋值， this- >_year = year;

C++规定不能在实参和形参的位置显⽰的写this指针(编译时编译器会处理)，但是可以在函数体内显 ⽰使⽤this指针。

#include
using namespace std;
class Date
{
public:
	// void Init(Date* const this, int year, int month, int day)
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		// 编译报错：error C2106: “=”: 左操作数必须为左值
		// this = nullptr;
		// this->_year = year;
		this->_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}
	void Print()
	{
	cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	// 这⾥只是声明，没有开空间
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	// Date类实例化出对象d1和d2
	Date d1;
	Date d2;
	// d1.Init(&d1, 2024, 3, 31);
	d1.Init(2024, 3, 31);
	d1.Print();
	d2.Init(2024, 7, 5);
	d2.Print();
	
	return 0;
}