类和对象

最新推荐文章于 2024-07-01 07:00:00 发布

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分类专栏： C++

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一、结构体在C和C++的不同

1、在C++中，用结构体定义变量不需要加struct，而c中不行；

struct ListNode_C
{
	int _val;
	struct ListNode_C* _next;
	struct ListNode_C* _prev;
};

//struct ListNode_CPP
class ListNode_CPP
{
	int _val;
	struct ListNode_CPP* _next; // 兼容C的用法
	ListNode_CPP* _prev;        // C++当成类的用法

2、在C++中，可以定义空结构体，大小为1，而c不行；

3、在C++中，可以在结构体中声明以及实现函数，而c中只能放函数指针；

4、在C++中，成员函数直接可以访问本结构的成员变量而无需传入，在c中，函数和结构并无直接关联。

成员函数不影响结构体的大小，因为成员函数是放在公共区域的，只是在这个结构体域中而已。
声明和定义的区别：声明是一种承诺，承诺要做什么，但是还没有做；定义就是把事情做了。

C++中struct和class的区别是什么？
答：C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体去使用。另外C++中struct还可以用来定义类。
和class是定义类是一样的，区别是struct的成员默认访问方式是public，class是struct的成员默认访问方式是private

二，如何定义一个类

封装：1、将数据和方法放到定义一起；2、把想给你看的数据给你看，不想给你看的的封装起来-->访问限定符。

类是一类特殊的结构体，在上述结构体中加入 public: ,把struct 改成 class 就成了一个简单的类。

class Stack
{
public:
	// 1、成员函数
	void Push(int x)   // 在类里面定义
	{
		// ...
	}

	void Pop();       // 在类里面声明，类外面定义

	bool Empty();     // 这里是声明
	//...
private:
	// 2、成员变量
	int* _a;
	int _size;
	int _capacity;   // 这里是声明
};

// 类外面定义
void Stack::Pop()
{
	// ...
}

访问限定符只在编译时有用。

访问限定符：

public:正常访问；
private: 只能在类内部访问；
protected: 目前和 private没有区别。

tip1: 访问限定符只在编译阶段实现，编译好以后，在运行阶段并没有限定。（面试）

tip2：结构体其实也能使用访问限定符，一般不去使用，因为它是用来兼容c结构体的。

tip3: 结构体中默认是public,而类中默认是private. （面试）

三、类的实例化

用类类型创建对象的过程（就是用自己定义的类型定义出对象），称为类的实例化。

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；
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；
同样类只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间。

内置类型，基本类型 int/char/double；
自定义类型，class/struct。

	// 类实例化出对象,相当于定义出了类的成员变量
	Stack s1;
	Stack s2;
	Stack s3;
	s1._a = nullptr;
	s1.Push(1);
	s2.Push(2);
	s3.Push(3);

四、类的对象大小的计算

 类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:
	void f1(){}
private:
	int _a;            //8 
	char _ch;
};

// 类中仅有成员函数
class A2 {
public:
	void f2() {}       // 1
};

// 类中什么都没有---空类
class A3
{};               // 1

int main()
{
	cout << sizeof(A1) << endl;
	cout << sizeof(A2) << endl;
	cout << sizeof(A3) << endl;

	A2 a2;
	A2 aa2;
	A2 aaa2;

	return 0;
}

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。

结构体内存对齐规则

第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。注意：对齐数 = min(编译器默认的一个对齐数，该成员大小)。 VS中默认的对齐数为8 。
结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍。
如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

对象中只存储成员变量，不存储成员函数（成员函数存放在公共的代码段）的原因？
答：一个类实例化出N个对象，每个对象的成员变量都可以存储不同的值，但是调用的函数确是同一个，如果每个对象都放成员函数，而这些成员函数却是一样的，浪费空间。
没有成员变量的类的大小为什么是1，而不是0？
答：开1个字节不是为了存数据，而是占位，表示对象存在。

五，this 指针

一般成员函数中都含有this 指针，这个指针指向调用这个成员函数的对象。
成员函数中，this 指针中的成员不需要使用this 指针访问，直接访问即可。
this 的类型是当前类型的指针，this 是一个常量指针，不能更改指向。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
	// this是谁调用这个成员函数，this就指向谁
	void Init(int year, int month, int day) // void Init(Date* this, int year, int month, int day)
	{
		/*_year = year;
		_month = month;
		_day = day;*/
		this->_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}

	void Print()  // void Print(Date* this) 
	{
		//cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;

	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Init(2020, 4, 7); // d1.Init(&d1, 2020, 4, 7);
	d1.Print();			// d1.Print(&d1);

	return 0;
}

this指针的特性

this指针的类型：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指针存在哪里？(也就是存在进程地址空间的哪个区域？）

答：栈上的，因为它是一个形参。（ps:vs下是在ecx这个寄存器来传递）

// 1.下面程序能编译通过吗？
// 2.下面程序会崩溃吗？在哪里崩溃
class A
{
public:
	void PrintA()
	{
		cout << _a << endl;
		//cout << this->_a << endl;
	}

	void Show()
	{
		cout << "Show()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p = NULL;  //p->PrintA(p);
	p->PrintA(); // 这一行会引发什么？编译不通过？ 程序崩溃？ 正常运行？    // 崩溃
	p->Show();   // 这一行会引发什么？编译不通过？ 程序崩溃？ 正常运行？    // 正常运行
	// 成员函数存在公共的代码段，所以p->Show()这里不会去p指向的对象上找
	// 访问成员函数，才回去找

	A a;
	a.PrintA();  //p->PrintA(&a);
}