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【C++】类与对象(1)

news 2025/12/20 18:27:42

文章目录

前言
一、什么是类
- 1.类的定义
- 2.类的访问限定符
- 3.类的作用域
二、类的实例化
三、类对象的存储方式
四、this指针
总结

前言

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。
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。
在这篇文章，我会给大家介绍一下类与对象。

一、什么是类

类是C++中一种用户自定义的数据类型，它可以封装数据和操作数据的函数。类是面向对象编程的基础，它可以实现抽象、封装、继承和多态等特性。

大家可以类比一下C语言中的结构体，只不过在结构体中不仅仅能定义各种成员变量，我们还能定义各种函数，这些也被称之为成员函数。

1.类的定义

类的定义一般包括两个部分：类声明和类实现。类声明用来指定类的名称、属性和方法，类实现用来给出方法的具体代码。类声明一般放在头文件中，类实现一般放在源文件中。

// MyClass.h
// 类声明
class MyClass {// 私有成员private:int x; // 属性int y; // 属性// 公有成员public:MyClass(int a, int b); // 构造函数~MyClass(); // 析构函数void show(); // 方法
};

// MyClass.cpp
// 类实现
#include "MyClass.h"
#include <iostream>
using namespace std;// 构造函数
MyClass::MyClass(int a, int b) {x = a;y = b;
}// 析构函数
MyClass::~MyClass() {cout << "对象被销毁" << endl;
}// 方法
void MyClass::show() {cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl;
}

2.类的访问限定符

大家在看上面示例时可能会有点疑惑，public和private又是什么玩意？
下面给大家介绍一下访问限定符。
C++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户使用。
这里的权限有三种，分别是：

public 公有
private 私有
protected 保护

具体说明：

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(此处protected和private是类似的)
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。
class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)

3.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。
如下面代码所示，通过MyClass::访问相应成员函数。

// MyClass.cpp
// 类实现
#include "MyClass.h"
#include <iostream>
using namespace std;// 构造函数
MyClass::MyClass(int a, int b) {x = a;y = b;
}// 析构函数
MyClass::~MyClass() {cout << "对象被销毁" << endl;
}// 方法
void MyClass::show() {cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl;
}

二、类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化。

类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它。
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。
类就相当于一个设计图纸，没有实际物理空间，实例化的过程就是按照图纸来建造的过程，从而有了实际的物理空间。

class MyClass {// 私有成员private:int x; // 属性int y; // 属性// 公有成员public:MyClass(int a, int b); // 构造函数~MyClass(); // 析构函数void show(); // 方法
};int main()
{// 实例化，创建空间MyClass mycls;return 0;
}

三、类对象的存储方式

C++类对象的存储方式分为两种：在栈上分配内存和在堆上分配内存。在栈上分配内存是不使用new关键字，直接用类名定义对象，如MyClass obj。在堆上分配内存是使用new关键字，用类指针接收对象，如MyClass *obj = new MyClass()。
C++类对象的存储只包括非静态成员变量，不包括成员函数、静态成员变量和静态成员函数。成员函数、静态成员变量和静态成员函数都是存放在代码区的，不属于某一个特定的对象，而是属于整个类。
C++类对象的存储方式遵循内存对齐原则，即每个成员变量的起始地址要能够被其自身大小整除，如果不能则要补齐空白字节。同时，整个类对象的大小也要能够被最大成员变量的大小整除，如果不能则要补齐空白字节。
C++类对象的存储方式如果包含虚函数，则要维护一个指向虚函数表的指针，该指针占用4个字节（32位平台）或8个字节（64位平台）。虚函数表是一个存放虚函数地址的数组，每个虚函数占用4个字节（32位平台）或8个字节（64位平台）。

四、this指针

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <<endl;}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
int main()
{Date d1, d2;d1.Init(2022,1,11);d2.Init(2022, 1, 12);d1.Print();d2.Print();return 0;
}

对于上述类，有这样的一个问题：
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 函数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？
C++中通过引入this指针解决该问题，即：C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成。

this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。同时它的值不能被修改，也不能指向其他对象。
只能在“成员函数”的内部使用
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。
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。
C++的this指针可以用来实现链式调用，即在成员函数中返回*this，这样就可以连续调用多个成员函数。例如，obj.setValue(10).show();表示先调用setValue(10)再调用show()。
C++的this指针只能在非静态成员函数中使用，因为静态成员函数不属于任何对象，没有this指针。
this指针的存放位置是在寄存器中，而不是在栈中或堆中。这是因为this指针是编译器在编译时自动添加的一个隐式参数，它作为成员函数的第一个参数传递给函数，以此来关联成员函数和成员变量。为了提高效率，编译器一般会将this指针存放在寄存器中，而不是在内存中。
this指针可以为空，但是只有在不需要使用到this指针的情况下才可以为空。例如，如果成员函数内部不需要通过this指针来访问或修改当前对象的成员变量或调用其他成员函数，那么就可以将this指针置空。但是如果成员函数内部需要使用到this指针，那么就不能将this指针置空，否则会发生空指针引用的错误。

总结

以上是类与对象初步的相关语法，后续将给大家继续介绍后续的语法。