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C++类和对象(上)

2024/10/6 0:35:10 来源:https://blog.csdn.net/2301_81154519/article/details/142095979  浏览:    关键词:C++类和对象(上)

一.类的定义:

      在详细介绍类之前先来介绍一下访问限定符,这样才能更好的介绍类:

     1.访问限定符:

          • C++⼀种实现封装的⽅式,⽤类将对象的属性与⽅法结合在⼀块,让对象更加完善,通过访问权限选择性的将其接⼝提供给外部的⽤⼾使⽤。
         
          • public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 ,以后继承章节才能体现出他们的区别。 在类里面不管你是私有还是公有的都是可以任意访问的,只是对外面有限制
        
         • 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,如果后⾯没有访问限定符,作⽤域就到 }即类结束。
       
          例如:
红色框里面的类成员函数都是公有的,如果没有下面的私有的成员变量,知道这个类结束,这里面所有的全部都是公有的。
          • class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为private,struct默认为public。
          • ⼀般成员变量都会被限制为private/protected,需要给别⼈使⽤的成员函数会放为public。

     2.类定义的格式:

       class为定义类的关键字,class后面跟的就是为类的名字,{}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。

        例如:

        

这个Stack就是类名称,私有的变量在类外面就无法访问也就是无法修改,而公有的可以随意访问。

   

为了区分成员变量,⼀般习惯上成员变量会加⼀个特殊标识,如成员变量前⾯或者后⾯加_ 或者 m开头,注意C++中这个并不是强制的,只是⼀些惯例,具体看公司的要求。
这样就是为了区分成员变量,确定谁是成员变量,更好的区分,但规定没有这么硬性,看你自己书写的习惯了。
成员变量没有定死一定要定义在最后面,只要在类里面定义了就行,但是最好是函数在上,成员变量在下,这样更加直观和规范。

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,struct与class的区别就在于,class的默认访问限定符是私有的,而struct默认访问限定符是公有的,其他几乎没有区别。
上篇博客也提到了,C++兼容C语言,在C语言中是结构体,接下来我们看一下C++和C语言用struct有什么区别:
C++也支持下面一种写法,而C语言如果是第一种写法的话是编译不过去的,必须再次声明一下,才能识别成功,或者加上typedef  从这看下来C++用着更爽。
定义在类里面的成员函数默认为inline。
还有一个需要注意的是如果非要将类里面的成员函数声明和定义分开写的话,正确写法:
这里要指定类域才行。

3.类域:

    • 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,在类体外定义成员时,需要使用 :: 作用域操作符指明成员属于哪个类域。

      也就是说可以在不同域中定义一样函数名和成员变量,只是在访问时要指定好是哪个类域。

二.类的实例化:

    1.实例化的概念:

      ⽤类类型在物理内存中创建对象的过程,称为类实例化出对象。

      • 类是对象进行⼀种抽象描述,是⼀个模型⼀样的东西,限定了类有哪些成员变量,这些成员         变量只是声明,没有分配空间,⽤类实例化出对象时,才会分配空间。
      • 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。打         个比方:类实例化出对象就像现实中使⽤建筑设计图建造出房子,类就像是设计图,设计图           规 划了有多少个房间,房间大小功能等,但是并没有实体的建筑存在,也不能住⼈,⽤设计           图修建出房⼦,房⼦才能住人。同样类就像设计图⼀样,不能存储数据,实例化出的对象分           配物理内存存储数据。

     2.对象大小:

         看到对象的大小,我们就可以想到结构体中讲过的内存对齐的存储规则:

         结构体详解_结构体 csdn-CSDN博客

       这里来看一下类的对象大小是如何存储的:

    这里用Date实例化了两个对象,但是这里都用了Print函数来打印,我们转到反汇编可以看出,这两个实例化的对象,所call的位置都是一样的,就代表不会新开一个空间,而是这个Print函数存在一个公共的空间。

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。其实函数指针是不需要存储的

这里来说一下类的内存对齐的规则:

 第⼀个成员在与结构体偏移量为0的地址处。

 • 其他成员变量要对⻬到某个数字(对⻬数)的整数倍的地址处。

 • 注意:对⻬数 = 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
 • 结构体总大小为:最⼤对⻬数(所有变量类型最⼤者与默认对⻬参数取最⼩)的整数倍。
 
如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对⻬到⾃⼰的最⼤对⻬数的整数倍处,结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数(含嵌套结构体的对⻬数)的整数倍。
在这来计算一下A的内存占用大小:
根据上面的图示可以看出A所占用的内存大小是八个字节。
在这来计算一下B和C的内存大小:
 
我们看到没有成员变量的B和C类对象的大小是1,为什么没有成员变量还要给1个
字节呢?因为如果⼀个字节都不给,怎么表⽰对象存在过呢!所以这⾥给1字节,纯粹是为了占位标识对象存在。

三.this指针:

    1.this指针的介绍:

        

我们在上面写过这样一段代码,但这里是怎么区分这些日期的呢?

Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数,函数体中没有关于不同对象的区分,那当d1调⽤Init和
Print函数时,该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢?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)
在这里我们复习一下const在 *  之前之后的一些含义:
指针讲解(一)-CSDN博客
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;
所以所有的成员函数变量前面都有隐含的this指针变量:
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。
所以平时不要去写把这个this补上,编译器会自己补上。

2.this指针的问题1

this指针存在内存哪个区域的 ( A)
A. 栈 B.堆 C.静态区 D.常量区 E.对象⾥⾯
因为我们在计算对象大小的时候并没有计算this指针的大小,所有肯定不是存在对象里面
还有一个问题:
下⾯程序编译运⾏结果是( C
A、编译报错 B、运⾏崩溃 C、正常运⾏
因为成员函数和this指针不是存在类里面的而this指向成员的地址,这个地址是一开始就给好的,不在P的类对象里面,现在传地址传的就是空指针,所有不会报错,运行正常。,因为这个实际操作并没有解引用,只是把空指针传递给this指针,而P->实际上是指向这个类域。
这个时候就属于空指针的解引用了,是编译报错的。

3.this指针的问题2:

还有一个类似的题目:
在这里是将空指针传递给this,而这里访问—a是this访问的,而this是空指针,这里访问就相当于解引用了,所有这里 运行会崩溃
以上就是关于C++类的开始,介绍了类的定义和实例化还有this指针。接下来我们会更加深入去了解类

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