C++——类和对象

目录

面向过程和面向对象初步认识

类的引入 

类的定义 

类的俩种定义方式

 封装

类的实例化 

 类对象

类对象的存储方式猜测 

 类的内存对齐

this指针

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面向过程和面向对象初步认识

 C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题

如洗衣服：

 C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。

类的引入 

 C语言中定义一个栈

 C++兼容C struct语法，C++同时将struct升级成了类

类包括：成员变量，成员函数，成员函数可以访问成员变量

由于C++中有域的概念，所以我们在初始化栈，入栈，出栈的时候可以不加Stack前缀

 这里Stack是类名，也是类型，可以直接定义变量 

 C++类还可以这样，这种写法在C语言是行不通的

 C语言写法

 总结：C++兼容C的用法，同时struct升级成了类，类名就是类型，可以直接定义变量，函数

类的定义 

class className
{
// 类体：由成员函数和成员变量组成
}; // 一定要注意后面的分号

class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。
类体中内容称为类的成员：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。
C++中有访问限定符

把刚才的struct改为calss，初始化的时候会报错

 这是因为struct默认的访问权限是public,class是private

接下来把class里面的部分内容改为公有，在遇见下一个访问限定符之前，或这个类结束之前都是公有，私有，保护也同理

 

 【访问限定符说明】
1. public修饰的成员在类外可以直接被访问
2. protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)
3. 访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止
4. 如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。
5. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)
注意：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

类的俩种定义方式

 1.声明和定义全部放在类体中，需注意：成员函数如果在类中定义，编译器可能会将其当成内联函数处理。（如果符合inline的条件就回当内联函数）

内联函数按F11调试进不去 

 2. 类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，注意：成员函数名前需要加类名::

 

此时.cpp文件里链接报错 ，这是因为C++有域的概念，类也有自己的域，我们在.cpp文件里面描述清楚这些函数来自哪个域即可

此时可以正常运行 ，队列调试可以进去，说明不是内联

类的定义：

1.小函数，想成为内联，直接在类里面定义即可（如刚才的栈）

2.如果是大函数，声明和定义分离，便于观察

在类里面访问，不受访问限定符的限制（自己访问自己）

 封装

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
在类和对象阶段，主要是研究类的封装特性，那什么是封装呢？
封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，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。
封装本质上是一种管理，让用户更方便使用类。比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件
 一般把开放用的成员函数公开，成员变量私有

C语言没办法封装，使用的时候要规范访问数据，也可直接访问数据（不规范）

类的实例化 

在定义类的时候不会开辟空间， 就像图纸一样，定义对象的时候才会开空间，这个叫类的实例化

 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象 占用实际的物理空间，存储类成员变量

在.h文件里面定义一个变量 

在test1.cpp和test.cpp引用这个头文件

 

 

然后编译，此时链接报错 

这是因为链接发生了冲突，.h会在test1.cpp和test.cpp里面展开，也就是说会有俩个age，由于这个age是全局变量，所以会产生俩个符号表，在之后产生的.o文件里，会把这俩个文件合并到一起，此时俩个age，无法匹配符号表，所以链接报错，影刺声明要和定义分离，加extern，告诉编译器这里是声明

 之后在test1.cpp里面定义age，在test.cpp里面使用age

 extern告诉编译器这里是一个声明。符号表重匹配的时候就可以正确匹配到

如果这里不用extern，还可用其它方式加static修饰

static和extern链接属性不一样

extern 是所有文可见

static 当前文件可见，当前文件可见就是不放进符号表，给当前文件用，如在.h里面有static size语句，test1.cpp和test.cpp看到的不是同一个size，当前文件可见是指，test1.cpp和test.cpp都包含了.h头文件，test1.cpp可见一个size,test.cpp可见一个size，这俩个size不一样

.h文件

 test1.cpp

 test.cpp

 

俩个size的地址不一样 ，说明不是同一个

这次加上age的地址，发现age地址一样，而size还是不一样

 这就说明extern修饰的变量在所有文件可见，static修饰的变量只在当前文件可见

 类对象

类对象的存储方式猜测 

方式一：对象中包含类的各个成员

 缺陷：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同一份函数，如果按照此种方式存储，当一个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空间。

实例化的每个对象成员变量都是独立空间，是不同变量，但每种成员函数都是同一个

这里age地址不一样，但Print函数一样

 

 方式二：代码只保存一份，在对象中保存存放代码的地址

把类函数专门存到一个函数表里，需要用函数的时候去表里取就行

 只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段

 成员存到公共区域，这种方法的好处，编译链接的时候就根据函数的名字去公共代码区找到存储的地址，然后call函数，这样就不用运行的时候去对象里面找了。

 此时程序正常运行，这里如果采用第一种或第二种存储方式都会崩溃，因为ptr是一个空指针，按照这俩种方式则会去对象里面找func函数，但由于是空指针找不到就会崩溃。

第三种存储方式下不会崩溃，这是因为func在公共区域，会在公共区域去找func，然后编译的时候call地址，找到之后就能正常运行

 类的内存对齐

 

A2只有一个成员函数，A3什么都没有这俩者结果都是1 ，因为这里若果结果是0，就代表着一个字节都没开，说明连地址都没取，地址为空，此时就不可能有类存在，所以结果是1

没有成员变量的类对象，给1字节，不存储实际数据进行占位，标识对象存在

内存对齐规则跟结构体一样：

1. 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
VS中默认的对齐数为8
3. 结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍。
4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是
所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

this指针

 写一个类

 我们可以看到，这里面成员对象名字前面都有_，这是一种命名的方法。叫驼峰命名法

驼峰法

a、函数名、类名等所有单词首字母大写 DateMgr

 b、变量首字母小写，后面单词首字母大写 dateMgr

c、成员变量，首单词前面加_  如：_dateMgr

 C++如何给p1和p2准确的赋值呢？

C++提出了this指针的概念，非静态的成员函数在第一个位置都有一个隐含的参数，参数名字叫this指针，

 编译器会生成并处理this指针

 传参的时候也会做相应的处理，会把地址传过去

this指针不能在形参和实参的位置显示和接收，但是在函数内部可以使用，this指针也不能被修改，是因为它是被const修饰的

看着一段程序，这一段正常运行，上面已经分析过了 

this此时是空指针

看下面这一段程序，运行的时候程序会崩溃 

这是因为p指针本身就是空指针，然后去公共区域找到print函数，但在打印_a的时候会让this去找a，this本身就是空指针，无法找到a，所以就崩溃

this指针的特性
1. this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。
2. 只能在“成员函数”的内部使用
3. this指针本质上是“成员函数”的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给this形参。所以对象中不存储this指针。
4. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户传递

this指针存在于栈种，因为它是形参，函数结束，形参销毁

 调用函数的时候，vs没把this放到栈上，而是放到了寄存器里面，取aa的地址放入ecx，存到寄存器里面访问会快一些，因此，this指针在不同编译器下可能被优化，vs里放到ecx寄存器可以提高访问效率，具体优不优化取决于编译器