类和对象以及this指针详解

发布于:2024-05-07 ⋅ 阅读:(24) ⋅ 点赞:(0)

面向对象

  • 面向过程: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: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。

引入

C语言结构体中智能定义变量,在C++中,结构体内不仅可以定义变量,也可以定义函数。

  • C++兼容C语言中的struct的所有用法

  • C语言中的struct同时升级成了类class

  • 类名就是类型,不需要加struct

  • 类里面可以定义函数

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,{}中为类的主题,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

定义方式

方式一

  • 声明和定义全部放在类体中
    • 成员函数如果在类中定义,编译器可能会将其党曾内联函数处理
class Person
{
public:
	void Person::showinfo()
	{
		cout<<_name<<" "<<_sex<<" "<<_age<<endl; 
	}

public:
	char* _name;
	char* _sex;
	int _age;
}

方式二

  • 类声明放在.h文件中,成员函数定义放在.cpp文件中
    • 成员函数名前面需要加类名
//声明放在类的头文件 person.h中
class Person
{
public:
	void showinfo();
public:
	char* _name;
	char* _sex;
	int _age;
}
//定义放在类的实现文件 person.cpp 中

#include"person.h"

void Person::showinfo()
{
	cout<<_name<<" "<<_sex<<" "<<_age<<endl; 
}
推荐使用第二种

成员变量命名规则

class Date
{
public:
	void Init(int year)
	{
		year = year;
	}
private:
	int year;
}
在上面的情况下,`year=year`,不容易分辨
  • 通常在成员变量的命名时在成员变量前面加_
  • 前面加_通常代表内部的
class Date
{
public:
	void Init(int year)
	{
		_year = year;
	}
private:
	int _year;
}

访问限定符

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。

访问限定符
- public:公有
- protected:保护
- private:私有
  • 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
  • 访问权限作用域从该范围跟限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现为止
  • 如果后面没有访问限定符,作用域就到}即整个类结束
  • class的默认访问权限为private,struct的默认访问权限为public
class classname
{
public:
	......
protected:
	......
private:
	......
}
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。
  • 一般成员变量是私有的

class与struct的区别
C++需要兼容C语言,所以C++中struct可以当成结构体使用。C++中struct可以用来定义类。和class定义类是一样的,区别是struct定义的类默认权限为public,class定义的类默认访问权限为private。

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。

类的实例化

使用类类型创建对象的过程,称为类的实例化。
  • 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。
  • 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,存储成员变量
  • 类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子,类就像是设计图。只设计出需要什么东西,但是并没有实体的建筑存在,同样类也只是一个设计,实例化出的对象才能实际存储数据,占用物理空间。
class Date
{
public:
	void Init(int year)
	{
		_year = year;
	}
private:
	int _year;
}

int main()
{
	Date D;
	D.Init(10);
	return 0;
}

匿名对象
声明周期只在一行

class A
{
	......
}
int main()
{
	A();    //匿名对象
	return 0;
}
类是对某一类实体(对象)进行描述的,描述该对象具有哪些属性,哪些方法,描述完成后就形成了一种新的自定义类型,才用该自定义类型就可以实例化具体的对象。

类对象模型

计算类对象的大小

类的大小只计算成员变量的大小,不计算成员函数
成员变量存储在对象内,成员函数不存储在对象中。

类对象存储方式

对象存储设计一
对象中存储类的各个成员,包含成员函数和成员变量。

对于这种设计方式而言,每个类的对象中的成员变量是不同的,但是调用同一份函数,如果按照此种方式存储,当一个类创建多个对象时,每个对象中都会保存一份代码,相同的代码保存了多次,浪费空间。

对象存储设计二
代码只保存一份,在对象中保存存放代码的地址

对象存储设计三
对象中只保存成员变量,成员函数存放在公共的代码段中

  • 一个类的大小,实际上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。
  • 空类,也就是没有成员变量的类,对象大小开一个字节,这个字节不存储有效数据

结构体内存对齐规则

  • 第一个成员在于结构体偏移量为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
    • 对齐数 = 编译器默认的一个对齐数于该成员大小的较小值
    • VS中默认的对齐数是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下,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍,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。

封装

面向对象的散发特性:封装、继承、多态

封装:将数据和操作系统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,让用户更方便的使用类。

在C++语言中实现封装,可以通过类将数据以及操作诗句的方法进行有机结合,通过访问权限来隐藏对象那个内部实现细节,控制哪些方法可以在类外部直接被使用。

this指针

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。

class Date
{
public:
	//void print()
	//{
	//	cout << _year << " " << _month << " " << _day <<endl;
	//}
	
	void print(Date* this)
	{
		cout << this._year << " " << this._month << " " << this._day <<endl;
	}

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

特性

  • this指针的类型:类类型* const,即成员函数中,不能给this指针赋值。
  • 只能在“成员函数”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,所有对象中不存储this指针
  • this指针时”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。
  • 不能显示的传,可以在类中显示的使用