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【C++】2.类和对象(上)

news 2026/2/8 19:26:08

1.面向过程和面向对象

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。

2.类的引入

C语言中，结构体中只能定义变量。
在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。

3.类的定义

class Person
{char _name[10];int _age;void Print(){}
};

class为定义类的关键字

Person为类的名字

{}为类的主体

最后要有分号

类中的元素称为类的成员

类中的数据称为类的属性或者成员变量

类中的函数称为类的方法或者成员函数。

类的两种定义方式:

声明和定义全部放在类体中，需要注意：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。
声明放在.h文件中，类的定义放在.cpp文件中

第二种方式引入.h文件后可以写相关成员函数加上类名:: 表示是这个类中的函数

4.类的访问限定符及封装

1°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。

public(公有):外面可以访问
private(私有):外面不可以访问
在类里面公有和私有不受影响可以调用
class默认访问权限是private
struct默认访问权限是public(因为struct兼容C)

#include <iostream>
using namespace std;class Student//默认是私有的 还可以用Struct 默认是公有的
{
public:void ShowInfo(){cout << _name << endl;cout << _age << endl;cout << _stuid << endl;}int GetAge(){return _age;}private: //一般情况下成员变量都是比较隐私的 都会定义成私有或者保护char* _name;int  _age;int  _stuid;// ...
};//C++中class和struct都可以用来定义类 
//class默认访问限定符是私有的 
//struct默认访问限定符是公有的
int main()
{Student s1;//公有的可以拿到s1.GetAge();s1.ShowInfo();return 0;
}

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

C++中struct和class的区别是什么？

C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体去使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class是定义类是一样的，区别是struct的成员默认访问方式是public，class是的成员默认访问方式是private。

2°封装

面向对象的三大特性:封装、继承、多态

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。

将数据和方法放到定义一起
把想给你看到的数据给你看不想给你看封装起来 ->访问限定符

5.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，需要使用 :: 作用域解析符指明成员属于哪个类域。

#include <iostream>
using namespace std;class Person
{public:void PrintPersonInfo();private:char _name[20];char _gender[3];int _age;
};
void Person::PrintPersonInfo()
{cout<<_name<<" "_gender<<" "<<_age<<endl;
}

Person::表明是这个类的函数

6.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

类只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

7.类对象模型

1°计算类对象的大小

类中有成员变量也有成员函数如何计算一个类的大小?

#include <iostream>
using namespace std;//定义一个数据结构栈的类
class Stack
{
public://1.成员函数//2.成员变量void Push(int x);void Pop();void Empty();//...
private:int* _a;int _size;int _capacity;
};int main()
{//类实例化出对象 相当于定义出了类的成员变量Stack s1;Stack s2;Stack s3;//大小cout << sizeof(s1) << endl;//8+4+4=16 对齐还是16//对象中只存储成员变量 不存储成员函数？为什么？//原因:一个类实例化出N个对象 每个对象的成员变量都可以存储不同的值//但是调用的函数却是同一个 如果每个对象都调用函数 大小中算上函数的话//浪费空间 所以函数在公共的部分//如何计算一个类实例化出的对象的大小 计算成员变量之和 并且考虑内存对齐规则return 0;
}

计算一个类的大小:计算成员变量之和(不管成员函数) 并且考虑内存对齐

2°练习

三个类的大小分别为?

#include <iostream>
using namespace std;//类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:void f1() {}
private:int _a;char _c;
};//类中仅有成员函数
class A2 {
public:void f2() {}
};//空类
class A3
{};int main()
{cout << sizeof(A1) << endl;cout << sizeof(A2) << endl;cout << sizeof(A3) << endl;return 0;
}

8 1 1

一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然也要进行内存对齐，注意空类的大小，空类比较特殊，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类。

没有成员变量的类的大小是1 为什么是1 而不是0？

开1个字节不是为了存数据而是占位表示对象存在

3°结构体内存对齐(复习)

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
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。
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。

8.this指针

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。

#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public://构造函数->在对象构造时调用的函数 这个函数完成初始化工作void Init(int year, int month, int day){//加_是为了好初始化_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}//编译器处理//在类里面私有内部成员变量也可以访问//void Print(Date* this)//{//	cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;//}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1;d1.Init(2023, 2, 9);d1.Print();//d1.Print(&d1);//编译器会处理 有隐含的Date* this参数//未初始化会出现随机值return 0;
}

Print函数没有参数是如何打印的?

2023 2 9传参过去实际上有一个隐含的this指针来接收

这样就会有一个指针来访问_year等数据接收传过来的参数

这是编译器处理的方式

this指针存在哪里？

栈上的因为this指针是一个形参(ps:vs下是在ecx这个寄存器存储的)

this指针可以为空吗？

不可以 this会访问成员变量或者成员函数空指针被访问程序崩溃

#include <iostream>
using namespace std;class A
{
public:void PrintA(){cout << _a << endl;}void Show(){cout << "Show()" << endl;}
private:int _a;
};int main()
{A* p = nullptr;//p->PrintA();//崩溃 成员函数访问了空指针p->Show();//正常运行
}

【C++】2.类和对象(上) 完