c++的学习之路:5、类和对象(1)

简介: c++的学习之路:5、类和对象(1)

一、面向对象和面向过程

在说这个定义时,我就拿c语言举例,在c语言写程序的时候,基本上就是缺什么函数,就去手搓一个函数,写的程序也只是调用函数的,而c++就是基于面向对象的开发,他关注的不再是单单的程序编写,在c语言编程过程中,我当时学习时,记得特别清楚的一句话就是,把这道题目分析一下,有几种情况,有什么极端条件,然后去根据问题写函数,在调用,就是一个面向过程的开发,而c++就是比较注重,把这个问题拆分成几块,中间有什么联系,去进行交互的,不需要关注类似于c语言的栈是怎么实现的,这个就是面向对象。

二、类的定义

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

之前在数据结构初阶中,用C语言方式实现的栈,结构体中只能定义变量;现在以C++方式实现,会发现struct中也可以定义函数,如下方代码所示,可以看出利用c语言创造结构体的方式可以在struct里面写一个函数,这就是一个类,但是c++兼容c所以可以这样写,但是c++一般喜欢利用class来表示这个类。


#include <iostream>
using namespace std;
 
struct t
{
  int test1()
  {
    return 1;
  }
};
 
int main()
{
  t t1;
  cout << t1.test1() << endl;
  return 0;
}


如下图可以看出在我把struct换成class后编译就会报错,这是为啥?这是因为c++是面向对象的,在使用过程中肯定有一些不想让别人使用的东西,这时c++ 就提出了一个公有私有保护的概念,这里先介绍私有和公有,就是用两个英文单词中private和public一个是私人的,一个是公有的,就是在public后面就是别人可以访问的,在private后面就是不能访问的,如下方代码与图二所示可以看出,把函数放在公有区就可以正常访问了,而在这个类的里面虽然变量在后面,但是函数依然可以访问,在c++中类中函数与变量如果没定义的话,就会默认为私有。

 

class t
{
public:
  int test1()
  {
    return a+b;
  }
private:
  int a = 1;
  int b = 2;
};
 
int main()
{
  t t1;
  cout << t1.test1() << endl;
  return 0;
}

还有我们定义变量名一般都不是abcd这样,最起码都是英文单词,例如data数据,但是在进行更改变量时,如下代码该咋办,会不会很不好,这时可以更改下变量名,例如mydata,但是一般都是使用_data,我看到很多书中都是这么写的代码,上网搜了下,才知道是为了区分自己代码中变量和别的地方别冲突,这样可读性就会变高,如下方第二个代码所示

class Test
{
public:
    void Test(int data)
    {
        data = data;
    }
private:
    int data;
};
class Test
{
public:
    void Test(int data)
    {
        _data = data;
    }
private:
    int _data;
};

三、类的限定符及封装

上文已经说了类是有私有和公有的,就是类的访问限定符,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,这里总的说一下有五点,如下:

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(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)

面向对象的三大特性:封装、继承、多态。在类和对象阶段,主要是研究类的封装特性,那什么是封装呢?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,让用户更方便使用类,简单来说就是我把类的函数放在一起,封装起来,你想用哪个我提供那个给你用。

四、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,这里最明显的就是声明与定义分离时,是最明显的,这里如下代码所示,就是一个明显的使用,在类外面定义函数时需要加上作用域操作符,要不会访问不到的。

class Test
{
public:
    void test();
private:
    int _data1;
    int _data2;
};
void Test::test()
{
 
}

五、类的实例化

用类创建对象的过程就是实例化,我想了感觉咋说都有点变扭,最后想出来,实例化就有点像我在这里存在过,这里说明这个类就是实实在在的占了内存的空间,就是和人一样存在这里,是一个实实在在存在的,这个就是实例化,就如下方代码T1就是利用Test创建了一个T1,这里就是一个实例化。


class Test
{
public:
    void test();
private:
    int _data1;
    int _data2;
};
void Test::test()
{
 
}
int main()
{
    Test T1;
    return 0;
}

六、类的对象模型

首先讲到这里肯定要计算下类的大小,这里类的计算就是只计算变量,不计算函数,这里的计算方式和c语言中的结构体计算一样就不过多解释了,对齐规则如下。

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。

注意:对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。

VS中默认的对齐数为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参数取最小)的整数倍。

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

类的函数时放在公共的代码段中,如果不是在代码段中,每一次创建类的时候就会非常占内存所以,这里就是放在代码段里面,然后每次都去调用。

七、tihs指针

比方说在一个类的传参中,是如何进行传参的?在c语言中是利用指针进行传参,这里只需要调用是什么原理,这时我看到了this指针,这个就是c++里面的在传参过程中,是编译器调用了一个指针,叫做this他就代表这个类,但是这指针我们可以定义吗,如下方代码可以看出这是个正常使用的并且正常打印了,结果如下图。

struct Test
{
public:
  void test(int data1, int data2)
  {
    _data1 = data1;
    _data2 = data2;
  }
  void print()
  {
    cout << _data1 << ' ' << _data2 << endl;
  }
private:
  int _data1;
  int _data2;
};
 
int main()
{
  Test T1;
  T1.test(1, 2);
  T1.print();
  return 0;
}

可是他是如何知道我要打印的是T1的数据呢,这时如果把this指针带上结果是啥?报错吗?可以看出下图输出正常。

可是如果把this定义在形参里还可以正常使用吗,可以看出结果是报错了,可以看出,他是有一个隐藏的指针this支持使用,但是不能定义。

最后说一下this指针的四个特性:

1. this指针的类型:类类型* const,即成员函数中,不能给this指针赋值。

2. 只能在“成员函数”的内部使用

3. 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。所以对象中不存储this指针。

4. this指针是“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  


目录
相关文章
|
17天前
|
编译器 C++ 开发者
【C++篇】深度解析类与对象(下)
在上一篇博客中,我们学习了C++的基础类与对象概念,包括类的定义、对象的使用和构造函数的作用。在这一篇,我们将深入探讨C++类的一些重要特性,如构造函数的高级用法、类型转换、static成员、友元、内部类、匿名对象,以及对象拷贝优化等。这些内容可以帮助你更好地理解和应用面向对象编程的核心理念,提升代码的健壮性、灵活性和可维护性。
|
20天前
|
编译器 C语言 C++
类和对象的简述(c++篇)
类和对象的简述(c++篇)
|
17天前
|
安全 编译器 C语言
【C++篇】深度解析类与对象(中)
在上一篇博客中,我们学习了C++类与对象的基础内容。这一次,我们将深入探讨C++类的关键特性,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载、以及取地址运算符的重载。这些内容是理解面向对象编程的关键,也帮助我们更好地掌握C++内存管理的细节和编码的高级技巧。
|
17天前
|
存储 程序员 C语言
【C++篇】深度解析类与对象(上)
在C++中,类和对象是面向对象编程的基础组成部分。通过类,程序员可以对现实世界的实体进行模拟和抽象。类的基本概念包括成员变量、成员函数、访问控制等。本篇博客将介绍C++类与对象的基础知识,为后续学习打下良好的基础。
|
2月前
|
C++ 芯片
【C++面向对象——类与对象】Computer类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个简单的Computer类,含有数据成员芯片(cpu)、内存(ram)、光驱(cdrom)等等,以及两个公有成员函数run、stop。只能在类的内部访问。这是一种数据隐藏的机制,用于保护类的数据不被外部随意修改。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。成员可以在派生类(继承该类的子类)中访问。成员,在类的外部不能直接访问。可以在类的外部直接访问。为了完成本关任务,你需要掌握。
74 19
|
2月前
|
存储 编译器 数据安全/隐私保护
【C++面向对象——类与对象】CPU类(头歌实践教学平台习题)【合集】
声明一个CPU类,包含等级(rank)、频率(frequency)、电压(voltage)等属性,以及两个公有成员函数run、stop。根据提示,在右侧编辑器补充代码,平台会对你编写的代码进行测试。​ 相关知识 类的声明和使用。 类的声明和对象的声明。 构造函数和析构函数的执行。 一、类的声明和使用 1.类的声明基础 在C++中,类是创建对象的蓝图。类的声明定义了类的成员,包括数据成员(变量)和成员函数(方法)。一个简单的类声明示例如下: classMyClass{ public: int
64 13
|
2月前
|
编译器 数据安全/隐私保护 C++
【C++面向对象——继承与派生】派生类的应用(头歌实践教学平台习题)【合集】
本实验旨在学习类的继承关系、不同继承方式下的访问控制及利用虚基类解决二义性问题。主要内容包括: 1. **类的继承关系基础概念**:介绍继承的定义及声明派生类的语法。 2. **不同继承方式下对基类成员的访问控制**:详细说明`public`、`private`和`protected`继承方式对基类成员的访问权限影响。 3. **利用虚基类解决二义性问题**:解释多继承中可能出现的二义性及其解决方案——虚基类。 实验任务要求从`people`类派生出`student`、`teacher`、`graduate`和`TA`类,添加特定属性并测试这些类的功能。最终通过创建教师和助教实例,验证代码
62 5
|
2月前
|
存储 算法 搜索推荐
【C++面向对象——群体类和群体数据的组织】实现含排序功能的数组类(头歌实践教学平台习题)【合集】
1. **相关排序和查找算法的原理**:介绍直接插入排序、直接选择排序、冒泡排序和顺序查找的基本原理及其实现代码。 2. **C++ 类与成员函数的定义**:讲解如何定义`Array`类,包括类的声明和实现,以及成员函数的定义与调用。 3. **数组作为类的成员变量的处理**:探讨内存管理和正确访问数组元素的方法,确保在类中正确使用动态分配的数组。 4. **函数参数传递与返回值处理**:解释排序和查找函数的参数传递方式及返回值处理,确保函数功能正确实现。 通过掌握这些知识,可以顺利地将排序和查找算法封装到`Array`类中,并进行测试验证。编程要求是在右侧编辑器补充代码以实现三种排序算法
48 5
|
2月前
|
Serverless 编译器 C++
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】计算图像面积(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求设计一个矩形类、圆形类和图形基类,计算并输出相应图形面积。相关知识点包括纯虚函数和抽象类的使用。 **目录:** - 任务描述 - 相关知识 - 纯虚函数 - 特点 - 使用场景 - 作用 - 注意事项 - 相关概念对比 - 抽象类的使用 - 定义与概念 - 使用场景 - 编程要求 - 测试说明 - 通关代码 - 测试结果 **任务概述:** 1. **图形基类(Shape)**:包含纯虚函数 `void PrintArea()`。 2. **矩形类(Rectangle)**:继承 Shape 类,重写 `Print
53 4
|
2月前
|
设计模式 IDE 编译器
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】编写教学游戏:认识动物(头歌实践教学平台习题)【合集】
本项目旨在通过C++编程实现一个教学游戏,帮助小朋友认识动物。程序设计了一个动物园场景,包含Dog、Bird和Frog三种动物。每个动物都有move和shout行为,用于展示其特征。游戏随机挑选10个动物,前5个供学习,后5个用于测试。使用虚函数和多态实现不同动物的行为,确保代码灵活扩展。此外,通过typeid获取对象类型,并利用strstr辅助判断类型。相关头文件如&lt;string&gt;、&lt;cstdlib&gt;等确保程序正常运行。最终,根据小朋友的回答计算得分,提供互动学习体验。 - **任务描述**:编写教学游戏,随机挑选10个动物进行展示与测试。 - **类设计**:基类
42 3