C++--类的实例化

一、实例化的概念

用类类型在屋里内存中创建对象的过程，称为类实例化出对象

类是对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。

举个例子：类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就是设计图，设计图并不是实体化的建筑，只有当使用设计图修建出房子后，这个房子才能住人。类同理，它不能存储数据，实例化出的对象分配物理内存数据。

class Data
{
public:void Print(int year, int month, int day){cout << year << "/" << month << "/" << day << endl;}private://此时并没有真正的开辟空间int _year;int _month;int _day;};
//在这里会输出12个字节的大小，原因是此时编译器在编译期间需要确定占据的空间大小
//并不是真正的开辟空间，只有当对对象进行实例化的时候才会开辟相对应的空间
void Print()
{cout << "sizeof(d): " << sizeof(Data) << endl;
}int main()
{Print();//在这里创建了Data d 这样的一个对象后Data类中的成员变量才是真正的开辟了空间Data d;cout << "sizeof(d): " << sizeof(d) << endl;d.Print(2024, 9, 14);return 0;
}

在 C++ 中，即使没有显式地对类的成员变量进行 “实例化”（初始化），但当定义类的对象时，依然会为对象分配内存空间以容纳类的成员变量。

在上述代码中，虽然没有显式地创建Data类的对象，但在Print函数中使用sizeof(Data)来获取Data类的大小，这并不意味着真正地为对象开辟了空间，只是在编译期确定这个类在内存中需要占据的空间大小。

类的大小取决于其成员变量的类型和布局，即使成员变量没有被初始化，它们在类的布局中仍然占据一定的空间，所以sizeof(Data)会返回一个非零的值，这并不代表实际开辟了对象的存储空间。只有在使用Data d;这样的语句创建类的对象时，才真正在运行时为对象分配内存空间。

二、对象大小

类实例化出的每个对象都有独立的数据空间，所以对象中包含成员变量。

函数在被编译后是一段指令，对象中没办法存储，所以一般情况下类的对象本身不直接包含函数指针。

同时C++中规定，类实例化的对象也要遵守内存对齐的规则。

class A
{
public:
private:char c;int i;
};class B{};class C{};int main()
{A a;B b;C c;cout << sizeof(a) << endl;cout << sizeof(b) << endl;cout << sizeof(c) << endl;
}

上述代码中A类根据内存对齐的规则应当是8个字节的数据，输出的是没有问题的；

但是B类 和 C类的1个字节是什么原因呢？

原因如下：给定一个字符作为占位符的存在，否则无法证明类的存在，这个字节的空间不存储任何数据，仅作为占位符的作用存在。

三、this指针

在C++中存在一个隐藏的this指针，他的作用就是在编译器对代码进行编译后，在函数的参数中默认调用这个指针，用于解决函数中对不同对象的区分。

我们来看下面这段代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include<iostream>
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;_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d2Date 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;
}

在上述代码中Data类又Init和Print两个成员函数，函数体中的没有关于不同对象的区分，此时就是使用了this指针来解决的这个问题。

编译器将其编译后，类的成员函数默认会在形参的第一个位置，增加一个当前类类型得到指针，叫做this指针。

也就是说其原型是Data(Data* 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函数中给成员的赋值。

注意！C++中规定不能在实参和形参的的位置显示的写this指针，但是可以在函数体内显示使用this指针。

this指针的存放位置：内存中的栈区。

原因：this指针本身是函数的一个参数，而创建函数就会创建栈，当函数体销毁时，栈区也随之销毁，同时栈中的参数也会随之销毁，由此可见，this指针在内存中存放的位置是栈区。

四、C++和C语言实现Stack的区别

面向对象的三大特征：封装、继承、多态

区别：

1、C++中的数据和函数都放在了类里面，通过访问限定符进行了限制，不能再随意通过对象直接修改数据，这是C++封装的一种体现，这个是最重要的变化。

封装的本质就是一种更为严格规范的管理，避免出现乱访问修改数据的情况。

2、C++中有一些相对方便的语法，比如Init给的缺省参数会方便很对，成员函数每次不需要传对象地址，因为this指针隐含了传递，使用类型不再需要typedef来进行重定义，直接使用类名即可。