类与对象（上）-优快云博客

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一. 面向过程和面向对象的初步认识

二. 类的引入

一. 面向过程和面向对象的初步认识

面向过程

定义： 以“函数”为核心，将程序分解为一系列步骤，通过调用不同的函数完成任务。
特点：
代码重复度高，复用性差。
维护复杂，代码难以扩展。

面向对象

定义： 以“类和对象”为核心，通过封装、继承、多态来提高代码复用性和灵活性。
特点：
代码模块化、可维护性强。
通过类来模拟现实世界中的实体。

二. 类的引入

为什么引入类：
通过将数据和行为封装在一个对象中，避免全局变量和函数的复杂性。
提高代码重用性，便于维护。

C++ 类和结构体的区别

struct 默认访问权限为 public，而 class 默认访问权限为 private。
结构体主要用于存储数据，类更适合封装数据和行为。

三. 类的定义

类的基本结构

class 类名 {
private:
    // 私有成员变量
    数据类型 变量名;

public:
    // 构造函数
    类名(参数);

    // 成员函数
    返回类型 成员函数名(参数);
};

例子：创建一个学生类

#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
private:
    string name;
    int age;

public:
    // 构造函数
    Student(string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }

    // 成员函数：显示学生信息
    void displayInfo() {
        cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << endl;
    }
};

int main() {
    Student stu1("张三", 20);
    stu1.displayInfo();
    return 0;
}

四. 类的访问限定符及封装

访问限定符

private： 类内部访问，外部无法访问。
protected： 仅子类可访问。
public： 任何地方都可以访问。

封装的优点

数据隐藏，防止外部访问敏感数据。
只暴露必要的接口，简化代码。

五. 类的作用域

成员变量作用域

成员变量的作用域在类的内部，不能在类外直接访问（private）。
通过 public 成员函数进行访问。

静态成员作用域

静态成员在整个程序中共享，属于类而不是对象。
静态成员函数只能访问静态变量。

六. 类的实例化

实例化对象

通过构造函数初始化对象。
构造函数可以是默认构造、带参数构造、拷贝构造。

示例：多种实例化方式

class Person {
public:
    string name;
    int age;

    // 默认构造
    Person() {
        name = "未知";
        age = 0;
    }

    // 带参数构造
    Person(string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }

    // 拷贝构造
    Person(const Person &p) {
        name = p.name;
        age = p.age;
    }

    void display() {
        cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << endl;
    }
};

int main() {
    Person p1;                  // 默认构造
    Person p2("李四", 25);      // 带参数构造
    Person p3 = p2;             // 拷贝构造

    p1.display();
    p2.display();
    p3.display();
    return 0;
}

七. 类的对象大小的计算

规则

类的大小是成员变量大小的总和。
静态成员和成员函数不影响类大小。
需要考虑内存对齐规则。

示例：计算类大小

#include <iostream>
using namespace std;

class Test {
private:
    char a;     // 1字节
    int b;      // 4字节
    double c;   // 8字节
};

int main() {
    cout << "Test类的大小: " << sizeof(Test) << " 字节" << endl;
    return 0;
}

内存对齐：

char 占1字节，但由于对齐，int 会从第4个字节开始，占4个字节。

double 需要8字节对齐，因此整个对象大小为 16 字节。