C++程序设计——类和对象(上)

简介: C++程序设计——类和对象(上)

一、类


1.定义


C语言中,结构体只能定义变量,在C++中,结构体内不仅可以定义变量,也可以定义函数。像这样的结构体定义,在C++中更喜欢用class来代替。


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class为定义类的关键字,Test为类名,{}中为类体。类中的元素称为类的成员:类中的数据称为类的属性或者是类的成员变量;类中的函数称为类的方法或者成员函数。


struct和class的区别:


1.C++兼容C语言,所以C++中struct可以当作结构体使用,也可以用来定义类。


2.struct的成员默认访问方式是public,class是private。struct的默认继承方式也为public,class为private。


2.类的两种定义方式


2.1声明和定义全部放在类中


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注意:成员函数如果在类中定义,编译器可能会将其当成内联函数处理。


2.2声明和定义分离


声明放在头文件中,类定义放在.cpp文件中。


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一般更推荐使用第二种定义方式。


二、类的访问限定符及封装


1.访问限定符

C++的访问限定符有三种:public(公有),protected(保护),private(私有)。


通过访问权限选择性的将类的接口提供给外部的用户使用,实现封装。


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说明:


1)public修饰的成员在类外可以直接被访问


2)protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问


3)访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止


4)class的默认访问权限为private,struct为public。


2.封装


面向对象的三大特性:封装、继承、多态。


封装:将数据和操作数据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。


三、类的作用域与实例化


1.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,需要使用作用域解析符::指明成员属于哪个类域。


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2.类的实例化


类的实例化:用类类型创建对象的过程


对象是对类具体的一个体现,即实体。


1.类类似一个模型,限定了类有哪些成员,定义一个类并没有分配实际的内存空间来存储它


2.一个类可以实例化多个对象,实例化出的对象,占用实际的物理空间,存储类成员变量


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四、类对象模型


1.计算类对象的大小


类对象的大小就是成员变量大小之和(需考虑内存对齐)


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注:在vs下,空类的大小为1个字节


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结论:一个类的大小,实际就是该类中成员变量之和,需进行内存对齐。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。


2.类的存储方式  


同一个类实例化的多个对象,它们不同的地方只有各自的属性,都调用相同的方法,所以C++只保存了对象的属性,而将方法放到了公共的代码段中,从而减少空间浪费。


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3.内存对齐规则


1.第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处


2.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:为编译器默认的第一个对齐数与该成员大小的较小值(vs默认对齐数为8)


3.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数取最小)的整数倍


4.如果嵌套了结构体,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。


五、this指针


1.this指针的引出

类中的成员函数并没有关于对不同对象的区分,函数却能够正确的设置相应对象,这正是因为C++引入的this指针解决的问题。


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于用户是透明的,即用户不需要自己来传递,编译器自动完成。


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2.this指针的特性


1.this指针的类型:*const        (不可修改)


2.只能在“成员函数”的内部使用


3.this指针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,所有对象中不存储this指针。


4.所有成员变量都是通过this指针来访问


5.this指针是成员函数第一个隐藏的指针形参,一般情况由编译器通过ecx寄存器(vs下)自动传递,不需要用户传递


注意:


1.this指针存储在栈上


2.this指针若为空:1)没有访问“成员变量”则不会崩溃


                              2)若访问“成员变量”则会崩溃


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