C++入门,详解类和对象（1）

一，前言

类和对象学习是算我们正式进入C++的学习，这一章内容还是很多的，我们需要打好这一节的基础。

二，类的介绍

2.1类的引入

C语言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。比如：之前在数据结构初阶中，用C语言方式实现的栈，结构体中只能定义变量；现在以C++方式实现，会发现struct中也可以定义函数。
在我们之前的C语言中，结构体内只能写成员变量，函数则是写在了外面，C++则对其作了优化，新引入了成员函数的概念，就是函数可以写在结构体中。

2.2类的定义

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

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。
类成员函数的两种定义方式
1.声明和定义都放在类中。**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。**这里还需要注意的是虽然编译器会把它当成内联函数，但是如果函数过长，编译器就会自动取消内联函数。

2.声明和定义分离
类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，成员函数名前需要加类名::
一般我们写类更倾向于第二种写法，代码的可读性更高。

三，类访问限定符及其分装

前面的类中出现了pubic和private这样新的关键词这就是我们要说的类访问限定符

3.1访问限定符说明

1. public修饰的成员在类外可以直接被访问
2. 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)
3. 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
4. 如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。
5. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)
   注意：struct和class的区别：struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类默认访问权限是private

四，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。

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 << endl;
}

五，类的实例化

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。

六，类对象模型

我们在c语言学习结构体类型的时候去计算他的大小，那类应该怎么算呢？
我们中岛在类中不仅仅有成员变量，还有成员函数，那类的大小里有包括成员函数吗？

6.1类的存储方式

我们一共有两种存储的猜想

• 对象中包含类的各个成员
  
  缺陷：每个对象的成员函数都是不同的，但是调用一份函数，按照这样去存储的话，当一个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空间。
  所以计算机真正采用的存储方式是：
  只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段。
  

6.2类的大小计算

类的大小计算和c语言中struct的计算一模一样。
结论：一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然要注意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的对象。

七，this指针

7.1this引入

我们用一个Date类来解释this。

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？

这里起到作用的就是this指针了。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。上面的话用上面代码解释就是：

这个工作是编译器自动给我们完成的所以我们不可以自己去写。

7.2this指针的特性

1. this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。
2. 只能在“成员函数”的内部使用
3. 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。
4. 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。
   

八，总结

这一篇我们先介绍了类的基本概念，让我们有了最基础的框架，下一篇我们就要开始去具体的介绍类的函数，和代码了。