全面且深度学习c++类和对象(上)

发布于:2025-05-17 ⋅ 阅读:(12) ⋅ 点赞:(0)

过程和对象

C语言面向过程设计,c++面向对象设计,
举例:洗衣服
C语言:放衣服,放洗衣粉,启动洗衣机,脱水,拿出来晾干。
而c++关注对象,一共四个对象,人,衣服,洗衣粉,洗衣机。

这个过程是4个对象交互完成的,人不需要关注洗衣机如何工作洗衣服的
在这里插入图片描述

类的引入,

C语言中结构体中只能定义变量,c++中可以定义变量和函数,如C语言实现的栈只能定义变量,而c++代码如下:

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
typedef int DateType;
struct pll {
	void StackInit(int capacity = 4)
	{
		_a = (DateType*)malloc(sizeof(DateType) * capacity);
		if (_a == NULL)
		{
			perror("malloc fail");
			return;
		}
		_capacity = capacity;
		_size = 0;
	}
	void StackPush(int x)
	{
		if (_size == _capacity)
		{
			DateType* tmp = (DateType*)realloc(_a,sizeof(DateType) * _capacity * 2);
			if (tmp == NULL)
			{
				perror("fail realloc");
				return;
			}
			_a = tmp;
			_capacity *= 2;
		}
		_a[_size++] = x;
	}
	int Top()
	{
		return _a[_size-1];
	}
	void Destroy()
	{
		if(_a)
		free(_a);
		_a = nullptr;
		_capacity = 0;
		_size = 0;
	}
	DateType* _a;
	int _capacity;
	int _size;
};
int main()
{
	pll st;
	st.StackInit();
	st.StackPush(2);
	st.StackPush(5);
	st.StackPush(6);
	st.StackPush(7);
	st.StackPush(4);
	cout << st.Top() << endl;
	st.Destroy();
	return 0;
}

4

注意,c++结构体中,定义的变量无先后顺序,无需注意定义变量的位置,所以结尾定义的_capacity等,开头的函数也能用。

🚩 并且在c++中,我们用class来代替struct

类的定义

class stu
{
public:
	void test(int age=4)
	{
	    _age=age;
		cout << _sex << _age << endl;
	}
public:
	char _sex;
	int _age;
private:
	string _birthday;
};

为了防止类中函数参数也有sex,age这种,我们类中定义变量都是前面加_,方便与函数参数区分

类的访问限定符及封装

类的访问限定符

🚩 c++实现封装的方式:用类将对象的属性和方法结合在一块,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用户使用。

在这里插入图片描述

访问限定符说明:
1, public在类外可以被直接访问。
2, protected和private在类外不能被直接访问。
3,访问权限从类的访问限定符出现位置开始,持续到下一个类的访问限定符的出现
4,如果后面没有类的访问限定符就持续 }即类的结束,
5, class的默认访问权限是private,struct默认访问权限是public(因为要兼容c语言)。

class和struct区别?
:c++兼容C语言,所以struct和class都可以定义结构体,还可以都定义类,区别是class默认访问权限private,struct访问权限public

封装

在类和对象阶段,主要研究类和对象的封装,那么什么是封装?
🚩封装:通过类的方式将数据和操作数据结合起来,隐藏对象的属性和实现细节,仅对外公开接口和对象进行交互,

封装本质上是一种管理,方便用户更容易操作类。例如电脑对外公开键盘,鼠标,显示屏,方便用户操作,但计算机真正工作是cpu,显卡,内存等硬件。

在c++,通过类对数据和操作数据有机结合起来,通过访问限定符隐藏对象内部实现细节,决定是否对外公开接口

类的实例化

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class stu
{
public:
	void test()
	{
		cout << _sex << _age << endl;
	}
public:
	char _sex;
	int _age;
private:
	string _birthday;
};
int main()
{
	stu st;
	return 0;
}

和结构体用法一样,用类创建实例对象就叫类实例化,一个类可以有多个实例化对象。
创建出的类就相当于建房子的一张图纸,没有分配实际的物理空间,创建实例对象的过程,就是拿着图纸建房子,分配了实际物理内存空间,。

类大小

#include <iostream>
using namespace std;
class cs1
{
public:
	void test1()
	{
		int a;
	}
};
class cs2
{
public:
	void test2();
private: 
	long long a;
	int b;
	char c;
};
class cs3
{

};
int main()
{

	cout << sizeof(cs1) << endl;
	cout << sizeof(cs2) << endl;
	cout << sizeof(cs3) << endl;
	return 0;
}

1
16
1

类大小计算,里面函数不占字节,函数放在公共代码区只保存一次,多个实例化对象只需要保存各自的成员变量,成员变量需要内存对齐
编译器给空类一个字节,方便辨识

内存对齐规则:

1,第一个成员在结构体偏移量0位置处。
2,接下来的成员变量大小对齐在对齐数的整数倍地址,总大小是对齐数的整数倍
3,对齐数:编译器默认大小 和 该类最大类型的大小,vs默认8

这里该类对齐数8,因为long long字节占8,排0-7,int从8开始排8-11,char12,总共13字节,但补充13-15,总共16字节

4,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

this指针

#include <stdio.h>
using namespace std;
class Date {
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	Date d1;
	d1.Init(2020,2,12);
	Date d2;
	d2.Init(2021, 3, 14);
	return 0;
}

我们面临一个问题,d1,d2初始化时怎么确定是哪个_year,
所以引入了this指针:c++给每个非静态函数引入了this指针,this指向当前运行函数,函数内对成员变量的操作都是通过this指针访问完成的。只不过所有操作对用户是透明的,即用户不需要传递,编译器自动完成了

this特性

1,this类型 *const,即不能改变 this指向,
2,this指针只能在自己本身函数使用
3,this指针是成员函数形参,函数调用将实参传给形参,所以类中不存储this
4,this指针是隐藏的指针,编译器通过ecx寄存器自动传递,不需要用户动手


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