C++面向对象语法总结(一）

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  • 《C++基础语法总结》

一、类

• C++中可以使用struct、class两个关键字来定义一个类
• struct和class的区别
  • struct的默认成员权限是public
  • class的默认成员权限是private
  • 实际开发中，用class表示类的比较多，因为涉及到封装的思想
• 在函数中创建的对象，都是在栈空间，比如下面图片中的person对象、p指针的内存都是在函数的栈空间，会自动分配和回收内存
  

二、对象的内存布局

一般情况下，对象中的成员变量是在内存中连续存放的，对象的名称指向存放成员变量的首地址的位置。
比如下面的代码：

其内存地址如下图：

三、this

• this是指向当前对象的指针
• 对象在调用成员函数的时候，会自动传入当前对象的内存地址
• 因为this是指针，必须使用this->m_age的方式来访问成员变量

四、封装

封装指的是将成员变量私有化，提供公共的getter和setter给外界去访问成员变量

struct Person {
private:
	int m_age;
public:
	void setAge(int age) {
		if (age <= 0) {
			m_age = 1;
		} else {
			m_age = age;
		}
	}

	int getAge() {
		return m_age;
	}
};

int main() {
	Person person;
	person.setAge(-4);
	cout << person.getAge() << endl;
	return 0;
}

五、内存空间的布局

• 每个应用都有自己独立的内存空间，其内存空间一般有以下几大区域
  • 代码段（代码区）：用于存放代码
  • 数据段（全局区）：用于存放全局变量等
  • 栈空间
    • 每调用一个函数就会给它分配一段连续的栈空间，等函数调用完毕后自动回收这段栈空间
    • 自动分配和回收
  • 堆空间：需要主动去申请和释放
• 堆空间的特点
  • 在程序运行过程中，为了能够自由控制内存的生命周期、大小，会经常使用堆空间的内存
  • 堆空间申请和对应的释放函数
    • malloc --> free
    • new --> delete
    • new[] --> delete[]
  • 堆空间的使用注意事项
    • 申请堆空间成功后，会返回那一段内存空间的地址
    • 申请和释放必须是一一对应的，不然可能会纯在内存泄漏的问题
  • 在函数中创建一个指针，指向堆空间的一个地址，内存图如下图(32位)
    
• 堆空间的初始化
  • 对于直接分配内存，malloc直接分配的地址不会初始化，memset可以批量初始化地址
    
  • 对于用new的方式申请的内存，在类型后面加上括号的方法可以初始化
    
  • memset函数时将较大的数据结构（比如对象、数组等）内存直接初始化的比较快的方法
    

六、对象的内存

• 对象的内存可以存放于3中地方
  • 全局区（数据段）：全局变量
  • 栈空间：函数里面的局部变量
  • 堆空间：动态申请的内存（malloc、new等）
    
• 类中包含其他类的情况，如果类被创建在函数的栈空间，包含的类的对象也会被分配到栈空间，并且内存空间相邻
  
• 类中包含其他类的情况，如果外面的类是被new对象分配到堆空间，那么包含的类对象也会被创建在堆空间，并且地址相邻
  

七、构造函数（Constructor）

• 构造函数（也叫构造器），在对象创建的时候自动调用，一般用于完成对象的初始化工作
• 特点
  • 函数名与类同名，无返回值（void都不能写），可以有参数，可以重载(可以有多个构造函数，包括复制构造函数)
  • 一旦自定义了构造函数，必须用其中一个自定义的构造函数来初始化对象
• 注意：通过malloc分配的对象不会调用构造函数
• 在某些特定的情况下，编译器才会为类生成空的无参构造函数
• 构造函数的调用情况如下图
  
• 默认情况下，全局区定义变量会直接初始化成员变量，其他区域要在类型后面加括号才能初始化，具体情况如下图：
  
• 如果对象中都是基础类型，在构造函数中可以调用memset方法批量初始化对象
  

八、析构函数（Destructor）

• 析构函数（也叫析构器），在对象销毁的时候自动调用，一般用于完成对象的清理工作
• 函数名以~开头，与类同名，无返回值(void都不能写),无参，不可以重载，有且只有一个析构函数
• 注意：用malloc分配的对象free的时候不会调用析构函数
• 构造函数、析构函数都要声明为public，才能被外界正常使用
• 对象内部申请的堆空间，由对象内部回收，否则会出现内存泄漏的情况
  
  • 外面的对象即使创建在栈空间，内部创建的堆空间对象也要由对象回收
    

九、声明和实现分离

• 一般对象申明在h文件中，实现在cpp文件中
  

十、命名空间

• 命名空间可以用来避免名字的冲突
• 命名空间不影响内存布局
  
• 命名空间的嵌套，命名空间可以嵌套，适用时需要指定嵌套关系
  
• 有个默认的全局命名空间，我们创建的命名空间默认都嵌套在它的里面
  
• 命名空间的合并：以下2中写法是等价的
  
• 在声明和实现分离的场景中，可以指定相同的命名空间
  

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后记
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