基础语法篇
类和对象篇(上)
C++既可以进行C语言的过程化程序设计,又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计,还可以进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计。C++擅长面向对象程序设计的同时,还可以进行基于过程的程序设计。
面向过程(C语言)
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。
面向对象(C++)
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。
总共有四个对象:人、衣服、洗衣粉、洗衣机。
整个洗衣服的过程:人将衣服放进洗衣机、倒入洗衣粉,启动洗衣机,洗衣机就会完成洗衣服的过程并且甩干。
整个过程主要是:人、衣服、洗衣粉、洗衣机四个对象交互完成的,人不需要关心洗衣机具体是如何洗衣服的,是如何甩干的。
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。
struct实现:
typedef int DataType;
struct Stack {
void Init(size_t capacity) {
_array = (DataType *)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
if (nullptr == _array) {
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(const DataType &data) {
_array[_size] = data;
++_size;
}
DataType Top() {
return _array[_size - 1];
}
void Destroy() {
if (_array) {
free(_array);
_array = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
DataType *_array;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
class实现:
typedef int DataType;
class Stack {
public:
Stack(size_t capacity = 4) {
_array = (DataType *)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
if (nullptr == _array) {
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(const DataType &data) {
_array[_size] = data;
++_size;
}
DataType Top() {
return _array[_size - 1];
}
~Stack() {
if (_array) {
free(_array);
_array = nullptr;
_capacity = 0;
_size = 0;
}
}
private:
DataType *_array;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
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。
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
类的两种定义方式:
class Person {
public:
void Show() {
cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;
}
private:
char *_name; // 姓名
char *_sex; // 性别
int _age; // 年龄
};
class Person {
public:
void Show();
private:
char *_name; // 姓名
char *_sex; // 性别
int _age; // 年龄
};
#include "Person.h"
void Person::Show() {
cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;
}
面向对象的三大特性:封装、继承、多态。
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。
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,让用户更方便使用类。 比如:对于电脑这样一个复杂的设备,提供给用 户的就只有开关机键、通过键盘输入,显示器,USB插孔等,让用户和计算机进行交互,完成日 常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。
对于计算机使用者而言,不用关心内部核心部件,比如主板上线路是如何布局的,CPU内部是如何设计的等,用户只需要知道,怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时,在外部套上壳子,将内部实现细节隐藏起来,仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等,让用户可以与计算机进行交互即可。
在C++语言中实现封装,可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合,通过访问权限来 隐藏对象内部实现细节,控制哪些方法可以在类外部直接被使用。
访问限定符:
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)}
即类结束。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
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 Show();
private:
char *_name; // 姓名
char *_sex; // 性别
int _age; // 年龄
};
// 这里需要指定Show是属于Person这个类域
void Person::Show() {
cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;
}
用类类型创建对象的过程,称为类的实例化
int main() {
Person A;
cout << &A << endl;
return 0;
}
类成员的存储
class Person {
public:
void Show() {
cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;
}
void Push() {
}
void Pop() {
}
void Move() {
}
private:
char *_name; // 姓名
char *_sex; // 性别
int _age; // 年龄
};
注意: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。
计算类的大小和结构体一样,结构体的大小计算我在结构体中已经详细讲过了,本文不详述。
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。
特性:
this
指针的类型:类型*const
,即成员函数中,不能给this
指针赋值。
只能在“成员函数”的内部使用
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。
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