【C++记忆站】类和对象(一)

类和对象(一)

1.面向过程和面向对象初步认识

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++是C语言的进阶与优化的产物，它拥有C语言无法实现的一些的功能，比如C语言结构体中只能定义变量，但在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数

Class Extreme
{
	int a;
	char b[10];
	void test()
	{
		std::cout << "个人练习生极衍" << std::endl;
	}
	void push(char c, int a)
	{
		b[a] = c;
		std::cout << b[a] << std::endl;
	}
};
int main()
{
	Extreme key;
	key.test();
	key.push('g',1);
	return 0;
}

● 在C++中,C的结构体就是类
● 在C++中更喜欢用class替代struct

3.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。

4.类的访问限定符

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

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
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
【面试题】

问题：C++中struct和class的区别是什么？
回答：C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来
定义类。和class定义类是一样的，区别是struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类

5.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

类是对对象的一种描述，限定了类中有哪些成员，在对象没有被实例化之前不给它分配内存空间。类就像一张设计概念图，在没打造出实物之前，不会占用任何资源与空间

代码举例说明如下：

Class Extreme
{
public:
	void test()
	{
		std::cout << "个人练习生极衍" << std::endl;
	}
	void push(char c, int a)
	{
		b[a] = c;
		std::cout << b[a] << std::endl;
	}
private:
	int _a;
	char _b[10];
};
int main()
{
	Extreme.test();//编译会发生错误吗，这里的类并没有实例化，Extreme没有空间
	Extreme key;
	key.test();
	key.push('g', 1);
	return 0;
}

6.类对象模型

6.1 类的存储大小计算规则

怎么计算一个class类的大小?

Class one
{
	void Print()
	{
		std::cout << a << std::endl << b << std::endl;
	}
	int a;
	char b;
};

Class two
{
	int a;
	char b;
};
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(one));
	printf("%d\n", sizeof(two));
	return 0;
}

结论:
1.类中的成员函数不算在类的大小中
2.类的大小遵守结构体内存对齐规则
3.空类(没有成员变量)的大小是1字节

6.2 类对象的存储方式

为什么计算类的大小时，函数不占用空间？函数总不可能不占用空间吧，那么它到底存放在什么地方呢？

可以从类对象的存储方式入手解决问题 ▼

● 类成员变量存储在实例化对象中
● 类成员函数存储在公共的代码段

▊ 成员变量

因为每一个对象中的变量的值可能不同所以成员变量存储在不同的对象中

▋ 成员函数

每个对象调用的函数是相同的。
为了节省空间,将成员函数从对象中分离到公共代码段,不论实例化多少个对象只要调用成员函数就会去公共代码段找。

7.this指针

7.1 this指针的引入

写一个简单的日期类来瞧瞧 ▼

class Date
{
public:
	void Init(int year, int mouth, int day)
	{
		_year = year;
		_mouth = mouth;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		std::cout << _year << "年" << _mouth << "月" << _day << "日" << std::endl;
	}
private:
	int _year;
	int _mouth;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1, d2;
	d1.Init(2024, 1, 20);
	d2.Init(2024, 1, 21);
	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？
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

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。
5.this指针存储在栈区,不存储在对象中。