【C++类和对象上】

简介: 【C++类和对象上】

🤔前言🤔

C++ 在 C 语言的基础上增加了面向对象编程,C++ 支持面向对象程序设计。类是 C++ 的核心特性,通常被称为用户定义的类型。类用于指定对象的形式,它包含了数据表示法和用于处理数据的方法。类中的数据和方法称为类的成员。函数在一个类中被称为类的成员。


😊面向对象和面向过程初步了解😊

C语言是面向过程的,C语言关注的是过程,分析出求解问题的步骤,通过函数调用逐步解决问题。

就好比我们洗一件衣服需要:

先拿个盆子—>放水—>放衣服—>放洗衣粉—>手搓—>换水—>放洗衣粉—>手搓—>拧干—>最后晾衣服。


而C++是基于面向对象的,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。


用上面洗衣服的例子来讲>


一共有四个对象:人、衣服、洗衣粉、洗衣机


整个洗衣服过程中:人将衣服放进洗衣机里,倒入洗衣粉,启动洗衣机,洗衣机完成洗衣过程并甩干。


整个过程主要是:人衣服,洗衣粉,洗衣机四个对象之间交互完成的,我们并不需要关心洗衣机是如何完成洗衣服并甩干的。


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🐸C++类定义🐸

C++将C语言中的结构体struct,用class来代替。

定义一个类,本质上是定义一个数据类型的蓝图。这实际上并没有定义任何数据,但它定义了类的名称意味着什么,也就是说,它定义了类的对象包括了什么,以及可以在这个对象上执行哪些操作。


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class className
{
  //类体:由成员函数和成员变量组成
};//这里一定要有分号

class为定义类的关键字,ClassName为类的名字,{}中为类的主体。


【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。


类的两种定义方式

1.声明和定义全部放在类体中,需注意: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。

//盒子
class Box
{
public:
    double length;   // 长度
    double breadth;  // 宽度
    double height;   // 高度
    // 成员函数声明和定义
    double get(void)
    {
        return length * breadth * height;
    }
    void set(double len, double bre, double hei)
    {
        length = len;
        breadth = bre;
        height = hei;
    }
};

2.类声明放在.h文件中,成员函数定义放在.cpp文件中。

【注意】:成员函数名前需要加类名::

//声明放在类头文件Box.h中
class Box
{
public:
    double length;   // 长度
    double breadth;  // 宽度
    double height;   // 高度
    // 成员函数声明
    double get(void);
    void set(double len, double bre, double hei);
};
//定义放在类的实现文件中
#include"Box.h"
// 成员函数定义
double Box::get(void)
{
    return length * breadth * height;
}
void Box::set(double len, double bre, double hei)
{
    length = len;
    breadth = bre;
    height = hei;
}

一般情况下,更期望采用第二种方式。

成员变量命名规则的建议:

//我们看看这个函数,是不是很僵硬?
class Date
{
public:
  void Init(int year)
  {
    // 这里的year到底是成员变量,还是函数形参?
    year = year;
  }
private:
  int year;
};
// 所以一般都建议这样
class Date
{
public:
  void Init(int year)
  {
    _year = year;
  }
private:
  int _year;
};
// 或者这样
class Date
{
public:
  void Init(int year)
  {
    mYear = year;
  }
private:
  int mYear;
};
// 其他方式也可以的,主要看公司要求。一般都是加个前缀或者后缀标识区分就行。


😛类的访问限定符及封装😛

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起,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。


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【访问限定符说明】


1.public修饰的成员在类外可以直接被访问

2protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)

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.如果后面没有访问限定符,作用域就到 } 即类结束。

5.class的默认访问权限为private,struct为public(因为struct要兼容C)

【注意】:访问限定符只能在编译时有用,当数据映射到内存后,没有任何访问限定符上的区别


【面试题】


问题:C++中struct和class的区别是什么?


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


【注意】:在继承和模板参数列表位置,struct和class也有区别。


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。


封装的本质上是一种管理,让用户更方便的使用类。


比如:对于电脑这样一个复杂的设备,提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入,显示器,USB插孔等,让用户和计算机进行交互,完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。


对于计算机使用者而言,不用关心内部核心部件,比如主板上线路是如何布局的,CPU内部是如何设计的等,用户只需要知道,怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时,在外部套上壳子,将内部实现细节隐藏起来,仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等,让用户可以与计算机进行交互即可。


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


😺类的作用域😺

类定义了一个新的作用域,类中的所有成员都在这个作用域中,再累体外定义的成员时,需要使用::作用域操作符指明该成员是属于那个类域。


class Person
{
public:
  void PrintPersonInfo();
private:
  char _name[20];
  char _gender[3];
  int _age;
};
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
  cout << _name << " " << _gender << " " << _age << endl;
}

😃类的实例化😃

当我们用类类型创建对象的过程就成为类的实例化

  1. 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
    比如:入学时填写的学生信息表,表格就可以看成是一个类,来描述具体学生信息。
  2. 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,存储类成员变量。


int main()
{
  Person._age = 100;//编译错误error C2059: 语法错误:“.”
  return 0;
}
  1. Person类是没有空间的,只有Person类实例化处对象后才有具体的年龄。
  2. 3.打个比方。类实例化出现对象就像现实中使用建筑设计圈建造出房子,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

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🙈类对象模型🙈

类对象的存储方式

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一个类的大小,实际就是该类中“成员变量”之和,当然也要注意内存对齐(与结构体相同)。

传送门结构体在内存中的存储方式


🍀小结🍀

今天我们认识了类的定义、类的实例化、类的存储方式相信大家看完有一定的收获。


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