c++之类与对象

最新推荐文章于 2025-04-09 14:14:56 发布

杜杜_

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分类专栏： c++ 文章标签： c++ c#

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类与对象

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1.类的定义：
class className{
//类体
};
class 为定义类的关键字，className为类的名字。注意类结束之后的分号。
类中的元素称为类的成员，类中的数据成为类的属性或者成员变量，类中的函数称为类的方法。
2.类的两种定义方式
（1）声明和定义全部放在类中（这样编译器可能会将成员函数当成内联函数对待）；
（2）声明放在.h文件中，定义放在类的实现文件.cpp中。
3.类的访问限定符以及封装
（1）访问限定符：
public，private，protected。
注意：public修饰的成员在类外可以直接被访问；
class默认private，struct默认public
（2）封装
面向对象三大特性：继承，封装，多态
封装的本质是一种管理：开放想让你访问的成员函数或者变量。
4.类的作用域
（1）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。在类外定义成员，需要使用：：作用域解析符指定成员属于那一个类域。

clss person{
public:
	void printperson();
private:
	char _name[20];
	char _gender[3];
	int _age;
};
void person::printperson()
{
	//这里就是在类外，因此需要指明类域。
}

5.类的实例化

clss person{
public:
	void printperson();
private:
	char _name[20];
	char _gender[3];
	int _age;
};
int main(){
person A;//A就是person类的实例化。
return 0;
}

6.类对象的存储方式
只保存成员变量，成员函数存在在公共代码段（节省空间）。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;
class  A
{
public:
	void f1(){}

private:
	int _a;

};

class A2
{
public:
	void f2(){}
};

//A3是空类
class A3
{
};

int main()
{
	printf("A1=%d\n", sizeof(A));
	printf("A1=%d\n", sizeof(A2));
	printf("A1=%d\n", sizeof(A3));

	return 0;
}

![因为只计算自己的成员变量，由于A2和A3都无成员变量，应该为0；但是编译器为了表示占位，表示成员变量存在过，因此是1](https://img-blog.csdnimg.cn/20210601234320756.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25ubHVvcA==,size_16,color_FFFFFF,t_70)7.结构体内存对齐规则
（1）第一个成员在与结构体偏移量为0；
（2）其他成员需要对齐到某个数字的整数倍的地址处；
（3）对齐数=编译器默认的一个对齐数 与该成员大小的较小值。
（4）结构体的总大小为：最大对齐数的整数倍。
8.this指针
c++编译器给每个“非静态的成员的函数”增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象（函数运行时调用该对象的对象），在函数体中所有成员变量的操作都是通过该指针去访问的。
（2）this指针的特性
类型为： 类* const
只能在成员函数的内部使用
this指针的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。
this指针是成员函数第一个隐含的指针形参。
例如：

```cpp
//display是date类的成员函数
void display（）//void display(Date * this)
{
}

中篇

1.构造函数
主要完成初始化工作，构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，创建类类型对象时由编译器自动调用，保证每个数据成员都有一个合适的初值，并且在对象的声明周期内只调用一次。
特征如下：
（1）函数名与类名相同
（2）无返回值
（3）对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数
（4）构造函数可以重载

#include<iostream>
using namespace std;
class Date {
public:
//构造函数
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

默认构造函数有三种：1.不写，编译器会自动生成；2.无参构造函数；3.全缺省构造函数。（默认的意思就是不需要传参。）
对于c++编译器而言，内置类型不需要初始化，自定义类型需要自己写初始化函数。
2.析构函数
对象在销毁时会自动调用析构函数，完成类的一些资源清理工作。
析构函数是特殊的成员函数。
其特征如下：

析构函数名是在类名前加上字符 ~。
无参数无返回值。
一个类有且只有一个析构函数。若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。
对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。

typedef int DataType;
class SeqList
{ 
public :
 SeqList (int capacity = 10)//构造函数
 {
 _pData = (DataType*)malloc(capacity * sizeof(DataType));
 assert(_pData);
 _size = 0;
 _capacity = capacity;
 }
 ~SeqList()//析构函数
 {
 if (_pData)
 {
 free(_pData ); // 释放堆上的空间
 _pData = NULL; // 将指针置为空
 _capacity = 0;
 _size = 0;
 }
 }
 
private :
 int* _pData ;
 size_t _size;
 size_t _capacity;
};

3.拷贝构造函数
是构造函数的一个重载形式，参数只有一个且必须使用引用传参，使用传值会引发无穷递归调用。

lass Date
{
public:
//构造函数
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 //拷贝构造，是构造函数的重载形式。
 Date(const Date& d)
 {
 _year = d._year;
 _month = d._month;
 _day = d._day;
 }
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
int main()
{
 Date d1;
 Date d2(d1);//调用拷贝构造，隐藏有this指针。拿一个已经存在的对象去构造初始化创建另一个对象
 return 0;
}

注意：（1）传参的时候使用传值的话，层层传值引发对象的拷贝的递归调用。因为传值又是一种拷贝构造，一直传值一直拷贝构造，停不下来。
（2）编译器默认生成的拷贝构造完成的是浅拷贝，因此对于自定义类型，需要调用他的拷贝构造成员进行拷贝。

4.赋值运算符重载问题
函数名字为：关键字operator后面接需要重载的运算符符号。
函数原型：返回值类型 operator操作符(参数列表)
作为类成员的重载函数时，其形参看起来比操作数数目少1成员函数的；操作符有一个默认的形参this，限定为第一个形参。
.* 、:: 、sizeof 、?: 、. 注意以上5个运算符不能重载。

// bool operator==(Date* this, const Date& d2)
 // 这里需要注意的是，左操作数是this指向的调用函数的对象
 bool operator==(const Date& d2)
 {
 return _year == d2._year;
 && _month == d2._month
 && _day == d2._day;
 }

这里就是一个==的重载。

Date& operator=(const Date& d)
 {
 if(this != &d)
 {
 _year = d._year;
 _month = d._month;
 _day = d._day;
 }
 }

这就是赋值运算符的重载。第一个参数为this指针，进行隐藏了。
这个函数在调用的时候先会调用拷贝构造。返回引用。

5.const成员
将const修饰的类成员函数称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。（保护this指针）
在这里插入图片描述

const对象不可以调用非const成员函数
非const对象可以调用const成员函数
const成员函数内不可以调用其它的非const成员函数
非const成员函数内可以调用其它的const成员函数
const修饰的成员变量，权限很小；在访问的时候遵循一个规则：权限只能缩小，不能放大。

下篇

1.再谈构造函数
初始化分为两种：一种是函数体内初始化；一种为初始化列表。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date {
public:
//构造函数
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

这种就是函数体内初始化；

//初始化列表
//初始化列表：以一个冒号开始，接着是一个以逗号分隔的数据成员列表，每个"成员变量"后面跟一个放在括号中的初始值或表达式。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date {
public:
//构造函数 --这就是初始化列表
Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
,_month(month)
,_day(day)
{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

注意：引用成员变量，const成员变量，自定义类型成员（该类没有默认构造函数）必须在初始化列表的位置进行初始化。
且成员变量在类中声明次序就是在其初始化列表中的初始化顺序。

class A
{
public:
  A(int a)
    :_a1(a)
    ,_a2(_a1)
  {}
  void Print()
  {
    cout<<_a1<<" "<<_a2<<endl;
  }
private:
  int _a2;
  int _a1;
}
int main()
{
  A aa(1);
  aa.Print();
}

此题运行结果为 1，随机值。就是考察的初始化顺序问题。
2.explicit关键字
作用：用此关键字修饰构造函数，将会禁止但参构造函数的隐式转换。

Date(int year)
 :_year(year)
 {}
 
 explicit Date(int year)
 :_year(year)
 {}

禁止了隐式转换。

3.static成员
static修饰成员–静态成员；static修饰成员函数–静态成员函数
可以理解为静态成员只要突破类域就可以访问。
注：静态成员没有隐含的this指针，因此不能访问任何静态成员。

class A
{
public:
 A() {++_scount;}
 A(const A& t) {++_scount;}
 static int GetACount() { return _scount;}
private:
 static int _scount;//声明
 };
int A::_scount = 0;//静态变量的定义
void TestA()
{
 cout<<A::GetACount()<<endl;
 A a1, a2;
 A a3(a1);
 cout<<A::GetACount()<<endl;
}

在此代码中，构造的匿名对象，生命周期只在这一行，声明周期结束后，调用析构函数。
因此定义一个对象要用，但是只用一行，一般采用匿名对象。
注：1.静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字。
2.静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的实例；
3.类的静态成员通过::，突破类域来访问。

4.友元函数和友元类
友元函数：可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加上friend关键字。
例如A是B的友元类，A可以访问B（私有成员），但是B不可以访问A里面的，因为是友元关系是单向的。
友元函数可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声
明，声明时需要加friend关键字。

class Date
{
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);//声明<<是Date类的友元
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
 Date(int year, int month, int day)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 
private:
 int _year;
 int _month;
 int _day；
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
 _cout<<d._year<<"-"<<d._month<<"-"<<d._day;
 
 return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
 _cin>>d._year;
 _cin>>d._month;
 _cin>>d._day;
 
 return _cin;
}
int main()
{
 Date d;
 cin>>d;
 cout<<d<<endl;
 return 0;
 }

注意：
（1）友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数
（2）友元函数不能用const修饰
（3）友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制
（4）一个函数可以是多个类的友元函数
（5）友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同

友元类：友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。
（1）友元关系是单向的，不具有交换性。
比如上述Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接访问Time类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
(2)友元关系不能传递
如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。

class Date; // 前置声明
class Time
{
 friend class Date; //声明Date类为Time类的友元类，则可以在Date类中就直接访问Time的成员变量。

5.内部类
简单来说就是class里面在class，嵌套class。
注意：内部类就是外部类的友元类。注意友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中
的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

class A
{
private:
 static int k;
 int h;
public:
 class B
 {
 public:
 void foo(const A& a)
 {
 cout << k << endl;//OK
 cout << a.h << endl;//OK
 }
 };
};
int A::k = 1;