C++学习笔记(三）—— 类和对象(上)

目录

1. 面向过程和面向对象

2. 类的引入与定义

2.1 类的引入

2.2 类的定义

3. 类的访问限定符及封装

3.1 访问限定符

3.2 封装

4. 类的作用域

5. 类的实例化

6. 类对象的存储方式及大小计算

6.1 存储方式

6.2 大小计算 

7. this指针

7.1 this指针的引出

7.2 this指针的特性

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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. 类的引入与定义

2.1 类的引入

C语言中,结构体只能定义变量,在C++中，结构体不仅可以定义变量,还可以定义函数。

struct student{
   void studentinfo(const char* name,const char* gener,int age)
   { 
     strcpy(_name,name);
     strcpy(_gener,gener);
     strcpy(_age,age);
   }
   void printstudent()
   {
   cout<<_name<<" "<<_gener<<" "<<_age<

上面结构体的定义,在C++中更喜欢用class代替struct  

2.2 类的定义

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; 

类中的元素称为类的成员:类中的数据称为类的属性或成员变量；类中的函数称为类的方法或成员函数。

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

类定义的两种方式: 

1.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,编译器可能会把其当成内联函数处理。

class student
{
public:
	void studentinfo(const char* name, const char* gener, int age)
	{
		strcpy(_name, name);
		strcpy(_gener, gener);
		_age = age;
	}
	void print()
	{
		cout << _name << " " << _gener << " " << _age << endl;
	}
private:
	char _name[20];
	char _gener[3];
	int _age;
};
   

2.声明放在.h文件中,类的定义放在.cpp中。

一般情况下,更期望采用第二种方式。

3. 类的访问限定符及封装

3.1 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.

访问限定符:

public(公有）   private(私有）   protected(保护)

 访问限定符说明:

• 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
• class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)

struct和class的区别:

struct可以定义结构体，也可以和class一样定义类，定义方法也是一样的，区别在于struct的默认权限是public，class的默认权限是private。

3.2 封装

面向对象的三大特性:封装,继承,多态 

在类和对象阶段，我们只研究类的封装特性，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：我们如何管理兵马俑呢？比如如果什么都不管，兵马俑就被随意破坏了。那么我们首先建了一座房子把兵马俑给封装起来。但是我们目的全封装起来，不让别人看。所以我们开放了售票通道，可以买票突破封装在合理的监管机制下进去参观。类也是一样，我们使用类数据和方法都封装到一下。不想给别人看到的，我们使用protected/private把成员封装起来。开放一些共有的成员函数对成员合理的访问。所以封装本质是一种管理。
 

class student
{ 
public:
   //公有成员,可以被外部访问
  void studentinfo(const char* name,const char* gener,int age)
  {
    cout<<_name<<" "<

4. 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。

class Person
{
public:
void PrintPersonInfo();
private:
char _name[20];
char _gender[3];
int _age;
};
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
cout<<_name<<" "_gender<<" "<<_age<

5. 类的实例化

 用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

1. 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
2. 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
3. 做个比方。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，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间。

 代码示例如下:

#include
using namespace std;
class student
{
public:
	void studentinfo(const char* name, const char* gener, int age)
    {
    strcpy(_name, name);
	strcpy(_gener, gener);
	_age = age;
    }
	void print()
    {
     cout << _name << " " << _gener << " " << _age << endl;
    }
private:
	char _name[20];
	char _gener[3];
	int _age;
};
int main()
{
   student s1;//实例化对象1
   s1.studentinfo("王二麻","男",17);
   student s2;//实例化对象2
   s2.studentinfo("赵四","男",18);
    return 0;
}

6. 类对象的存储方式及大小计算

6.1 存储方式

存储方式:只保存成员变量,成员函数放在公共代码区 

优点:：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，都调用同一份函数,会节省很多空间。

6.2 大小计算 

// 类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:
void f1(){}
private:
int _a;
};
// 类中仅有成员函数
class A2 {
public:
void f2() {}
};
// 类中什么都没有---空类
class A3
{};

sizeof(A1) : ______ sizeof(A2) : ______ sizeof(A3) : ______

类中的成员函数由于存放在公共代码段中，所以在计算类的大小时不包含成员函数的大小。

而对于成员变量，计算方法和C语言中对结构体大小的计算方法一致。

>>>>>结构体大小计算

对于没有成员变量的类和空类，类中没有成员变量，按照前面的做法他的大小为0，那么内存将不会为他分配空间。但是这个类确实是存在的，存在就应该为他分配空间。在这里，会为他分配1个字节的空间。

结论: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。

7. this指针

7.1 this指针的引出

我们先来定义一个日期类Date:

class Date
{
public :
void Display ()
{
cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <

 对于上述类，有这样的一个问题：
Date类中有SetDate与Display两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当s1调用SetDate函数时，该函数是如何知道应该设置s1对象，而不是设置s2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.

7.2 this指针的特性

• this指针的类型：类类型* const 

• 只能在“成员函数”的内部使用

• this指针本质上其实是一个成员函数的形参，是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

• this指针一般存放在栈中,不同的编译器不同;
• this指针可以为空 

 看下面的程序分析问题:

//当this指针为空时需要注意的问题
class A
	{
	public:
		void fun1()  // 程序崩溃，成员函数中cout << _a << endl;实质是cout << this->_a << e 
                     //ndl;，由于this是空指针，并且还对空指针进行了解引用操作，所以程序会崩。
		{
			cout << _a << endl;
		}
 
		void fun2()  // 程序不会崩溃，成员函数内部不会访问成员变量，不存在访问空指针
		{
			cout << "fun2" << endl;
		}
	private:
		int _a;
 
	};
 
 
int main()
{
	A* p = nullptr;  //定义了一个类的指针p，且这个指针p是空
 
	p->fun1();        // p作为实参隐藏传this指针，这里指调用了成员函数，不会报错，因为，成员 
                      //函数不在类中，而是在公共代码区，只是call该成员函数地址。 
                     
	p->fun2();       
 
	return 0;
}

 以上是类和对象的部分内容，有不足的地方或者对代码有更好的见解，欢迎评论区留言共同商讨，共同进步！！