c＋＋初階知識——類和對象（1）

1.類和對象

1.1 類的定義

1.2 訪問限定符

1.3 類域

?2.實例化

2.1 實例化概念

2.2 對象大小?

內存對齊規則?

3.this指針

1.類和對象

1.1 類的定義

（1）class為定義類的關鍵字，Stack為類的名字，{}中為類的主體，注意類定義結束時后?分號不能省略。類體中內容稱為類的成員：類中的變量稱為類的屬性或成員變量; 類中的函數稱為類的?法或者成員函數。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:// 成員函數void Init(int n = 4){array = (int*)malloc(sizeof(int) * n);if (nullptr == array){perror("malloc申請空間失敗");return;}capacity = n;top = 0;}void Push(int x){// ...擴容arr[top++] = x;}int Top(){assert(top > 0);return array[top - 1];}void Destroy(){free(array);array = nullptr;top = capacity = 0;}private:int* arr;int size;int capacity;
};
int main()
{Stack st;st.Init();st.Push(1);st.Push(2);cout << st.Top() << endl;st.Destroy();return 0;}

（2）為了區分成員變量，?般習慣上成員變量會加?個特殊標識，如成員變量前?或者后?加_ 或者 m開頭，注意C++中這個并不是強制的，只是?些慣例，具體看公司的要求。

class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
private:
// 為了區分成員變量，?般習慣上成員變量
// 會加?個特殊標識，如_ 或者 m開頭
int _year; // year_ m_year
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d;
d.Init(2024, 3, 31);
return 0;
}

（3）C++中struct也可以定義類，C++兼容C中struct的?法，同時struct升級成了類，明顯的變化是struct中可以定義函數，區別是使用struct定義的類的成員默認為public，而class定義的類的成員默認為private（public和private定義后面會講到），?般情況下我們還是推薦?class定義類。

#include<iostream>
using namespace std;
// C++升級struct升級成了類
// 1、類??可以定義函數
// 2、struct名稱就可以代表類型
// C++兼容C中struct的?法
typedef struct ListNodeC
{
struct ListNodeC* next;
int val;
}LTNode;
// 不再需要typedef，ListNodeCPP就可以代表類型
struct ListNodeCPP
{
void Init(int x)
{
next = nullptr;
val = x;
}
ListNodeCPP* next;
int val;
};
int main()
{
return 0;
}

?（4）定義在類?的成員函數默認為inline。

1.2 訪問限定符

?（1）C++?種實現封裝的?式，?類將對象的屬性與?法結合在?塊，讓對象更加完善，通過訪問權限選擇性的將其接?提供給外部的??使?。

（2）public修飾的成員在類外可以直接被訪問；protected和private修飾的成員在類外不能直接被訪問，protected和private是?樣的，以后繼承章節才能體現出他們的區別。

（3）問權限作?域從該訪問限定符出現的位置開始直到下?個訪問限定符出現時為?，如果后?沒有訪問限定符，作?域就到 }即類結束。

（4）class定義成員沒有被訪問限定符修飾時默認為private，struct默認為public。

（5）?般成員變量都會被限制為private/protected，需要給別?使?的成員函數會放為public。

【面試題】

問題：C++中struct和class的區別是什么？

解答：C++需要兼容C語言，所以C++中struct可以當成結構體使用。另外C++中struct還可以用來
定義類。和class定義類是一樣的，區別是struct定義的類默認訪問權限是public，class定義的類
默認訪問權限是private。注意：在繼承和模板參數列表位置，struct和class也有區別，后序給大
家介紹。

1.3 類域

（1）類定義了?個新的作?域，類的所有成員都在類的作?域中，在類體外定義成員時，需要使? :: 作?域操作符指明成員屬于哪個類域。

（2）類域影響的是編譯的查找規則，下?程序中Init如果不指定類域Stack，那么編譯器就把Init當成全局函數，那么編譯時，找不到array等成員的聲明/定義在哪?，就會報錯。指定類域Stack，就是知道Init是成員函數，當前域找不到的array等成員，就會到類域中去查找。

#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:
// 成員函數
void Init(int n = 4);private:
// 成員變量
int* array;
size_t capacity;
size_t top;
};
// 聲明和定義分離，需要指定類域
void Stack::Init(int n)
{
array = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
if (nullptr == array)
{
perror("malloc申請空間失敗");
return;
}
capacity = n;
top = 0;
}
int main()
{
Stack st;
st.Init();
return 0;
}

?2.實例化

2.1 實例化概念

（1）?類類型在物理內存中創建對象的過程，稱為類實例化出對象。

（2）類是對象進??種抽象描述，是?個模型?樣的東西，限定了類有哪些成員變量，這些成員變量只是聲明，沒有分配空間，?類實例化出對象時，才會分配空間。

（3）?個類可以實例化出多個對象，實例化出的對象占?實際的物理空間，存儲類成員變量。打個??：類實例化出對象就像現實中使?建筑設計圖建造出房?，類就像是設計圖，設計圖規劃了有多少個房間，房間??功能等，但是并沒有實體的建筑存在，也不能住?，?設計圖修建出房?，房?才能住?。同樣類就像設計圖?樣，不能存儲數據，實例化出的對象分配物理內存存儲數據。

代碼實例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
class Data
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void print(){cout<<_year<<"/"<<_month<<"/"<<_day<<endl;}
private:// 這?只是聲明，沒有開空間int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{// Date類實例化出對象d1和d2Data d1;Data d2;d1.Init(2024, 9,9);d1.print();d2.Init(1919, 5, 4);d2.print();return 0;
}

2.2 對象大小?

? ?分析?下類對象中哪些成員呢？類實例化出的每個對象，都有獨?的數據空間，所以對象中肯定包含成員變量，那么成員函數是否包含呢？?先函數被編譯后是?段指令，對象中沒辦法存儲，這些指令存儲在?個單獨的區域(代碼段)，那么對象中?要存儲的話，只能是成員函數的指針。

再分析?下，對象中是否有存儲指針的必要呢，Date實例化d1和d2兩個對象，d1和d2都有各?獨?的成員變量_year/_month/_day存儲各?的數據，但是d1和d2的成員函數Init/Print指針卻是?樣的，存儲在對象中就浪費了。

如果?Date實例化100個對象，那么成員函數指針就重復存儲100次，太浪費了。這?需要再額外啰嗦?下，其實函數指針是不需要存儲的，函數指針是?個地址，調?函數被編譯成匯編指令[call 地址]，其實編譯器在編譯鏈接時，就要找到函數的地址，不是在運?時找，只有動態多態是在運?時找，就需要存儲函數地址，這個我們以后會講解