第一章类和对象的学习（一）-优快云博客

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文章介绍了C++中的类概念，包括类的定义、访问限定符（public,private,protected）及其作用域，类的实例化过程，以及类对象的存储方式。特别讨论了类成员函数的this指针，解释了如何通过this指针在成员函数中访问对象的属性。

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类和对象（一）

文章目录

类和对象（一）
前言
一、类的定义？
二、类的访问限定符及作用域
- 1.访问限定符
- 2.类的作用域
三、类的实例化
四、类对象模型
- 1.如何计算类对象的大小
- 2.类对象的存储方式
四、类成员函数的this指针
总结

前言

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。

一、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。

类的两种定义方式：1. 声明和定义全部放在类体中，需注意：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。
在这里插入图片描述

2. 类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，注意：成员函数名前需要加类名::
在这里插入图片描述
成员变量命名规则的建议：

// 看看这个函数，是不是很僵硬？
class Date
{
public:
void Init(int year)
{
// 这里的year到底是成员变量，还是函数形参？
year = year;
}
private:
int year;
};
// 所以一般都建议这样
class Date
{
public:
void Init(int year)
{
_year = year;
}
private:
int _year;
};

其他方式也可以的，主要看要求。一般都是加个前缀或者后缀标识区分就行。

二、类的访问限定符及作用域

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.访问限定符

在这里插入图片描述
【访问限定符说明】

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)
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
如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 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

2.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。代码如下

class Person
{
public:
void PrintPersonInfo();
private:
char _name[20];
char _sex[3];
int  _age;
};
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
cout << _name << " "<< _sex << " " << _age << endl;
}

三、类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

int main()
{
Person._age = 100;  // 编译失败：error C2059: 语法错误:“.”
return 0;
}
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，Person类是没有空间的，只有Person类实例化出的对象才有具体的年龄。

类是对对象进行描述的，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；比如：入学时填写的学生信息表，表格就可以看成是一个
类，来描述具体学生信息。

实例化出的对象才能实际存储数据，才占用物理空间
在这里插入图片描述

四、类对象模型

1.如何计算类对象的大小

class A
{
public:
void PrintA()
{
 cout<<_a<<endl;
}
private:
char _a;
int _b;
};

问题：类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算
一个类的大小？要搞明白此问题需了解类对象的存储方式，接下来以常见类对象存储方式为例

2.类对象的存储方式

只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段，编译链接时就根据函数名去公共代码区找到函数地址，call函数地址
如图
在这里插入图片描述

我们再通过对下面的不同对象分别获取大小来分析看下

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

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

// 类中什么都没有---空类
class A3
{};

提示://类中仅有成员函数 //类中什么都没有--空类 //没有成员变量的类对象，大小均为1byte，占位，不存储实际数据，用来标识对对象存在！

类中成员函数不占据空间，成员变量仍然根据结构体内存对齐规则来计算！

结构体内存对齐规则（重要！！！）

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 = 编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。
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。

四、类成员函数的this指针

先来定义一个日期类 Date

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(2023,6,8);
d2.Init(2023, 6, 12);
d1.Print();
d2.Print();
return 0;
}

思考？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。
可以这么理解，如下为帮助理解，实际函数实参和形参不能显示传递和接收this指针，但可以在函数内部使用this指针！

class Date
{
public:
	void Init(Date* const this, int year, int month, int day)
	{
		this->_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}
	void Print(Date* const this)
	{
		cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
	}

private:
	int _year;   // 年
	int _month;   // 月
	int _day;    // 日
};
int main()
{
	Date d1, d2;
	d1.Init(&d1, 2023, 6, 8);
	d2.Init(&d2, 2023, 6, 12);


	d1.Print(&d1);
	d2.Print(&d2);
	return 0;
}