C++：类与对象（上）

前言：

一、类概念的引入

二、类的定义

三、类的访问限定符与封装

1、访问限定符

2、封装

四、类的作用域

五、类的实例化

六、类的大小

七、类的this指针

this指针的特性

前言：

C++与它的老朋友C语言不同，C语言是面向过程的，主要关注的是分析解决问题的步骤，通过不断的用函数调用去解决问题。

而C++是一款面向对象的语言，把问题拆解成许多对象，通过对象间的交互来解决问题。

拿同样是洗衣服这件事情来举例，C语言是关注：拿洗衣盆->放水->放衣服->放洗衣粉->手搓......的过程。而C++是关注：人，洗衣粉，衣服，洗衣盆这四个对象，通过对象自己间的交互来完成洗衣服这件事情。

一、类概念的引入

C语言中有个结构体的概念，可以代表人，玫瑰花，狮子等不同的事物。但是我们只能在这里面定义成员变量，也就是说，我们在C语言中定义的人，只会被我们赋予年龄，性别，身高等属性。但在C++中，我们可以在结构体中额外定义成员函数，相当于我们赋予了人抬手，蹲下，做饭，结婚等动作。

这使不同的结构体之间可以有所交互，这就是C++的面向对象特性的主要特点。

//C语言中的人
struct People
{int age;char name[10];char gender[10];//......
};

//C++中的人
struct People
{
public:void Grow_up();//长大void Get_Marry();//结婚//.......
private:int age;char* name;char* gender;//......
};

在上面我们可以分别看见在C语言与C++环境下的People结构体的定义。但是C++中，我们一般用class来代替struct，我们通常称class为一个类。虽然C++同样可以使用struct结构体，但两者有些差别，我会在后面给大家补充。

二、类的定义

class是我们定义类所使用的关键字，使用方法跟定义结构体类似，我们可以在类的主体部分定义成员变量与成员函数。

类通常有两种定义方式，第一种就是声明与定义全部放在类体中，但需要注意的是，如果函数是在类里面定义的，编译器可能默认会将函数处理成内联函数。

第二种方法就是类声明放在.h头文件中，定义放在.cpp源文件上，一般来说，除非迫不得已，我们更推荐使用第二种定义方式。但需要注意的是，由于类域的限制，我们在.cpp文件中写定义的时候，要在函数名前加上类名：：

这一点就跟C语言模拟实现栈，队列等数据结构一样。

三、类的访问限定符与封装

1、访问限定符

类的限定访问符有三种，分别是：public，protected，private。

public修饰的成员在类外可以直接被访问，而protected与private修饰的成员不能再类外直接被访问。对于class类来说，默认的访问权限为private，而struct为了兼容C语言，默认的访问权限就为public。

C++用类将对象的属性与方法结合在一起，使对象更加完善，实现了封装。在此的基础上，通过访问限定符选择性的提供类与外界的接口给用户使用。

访问限定符的主要作用是在编译时检查和限制对类成员的访问，以确保程序的数据封装性和安全性。在程序运行时，访问限定符不会影响类成员在内存中的存储方式，而是在编译阶段起作用。在内存中，无论类的成员是私有的、保护的还是公有的，它们在内存中的存储方式和布局是相同的。这是因为在内存中，类的对象通常是按照其声明顺序依次存储的，而不考虑访问限定符。

2、封装

C++作为一个面向对象的语言，具有三大特性：封装，继承，多态。

在我们类和对象中，主要研究的是封装这个特性。

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性与实现细节，仅对外公开接口来实现与对象的交互。

这使得C++语言更加贴近生活，就像是我们的电脑，我们用户看不到它的内部组成结构，但可以通过开机键，关机键，鼠标与键盘来操纵电脑的运行。

四、类的作用域

类所定义的的新的作用域，叫作类域。类中的所有成员，不管是公开、保护还是私有，都在类的作用域中。当我们在类外定义类的成员，时，就需要通过：：作用域操作符来访问该类的成员。

class Person 
{
public:void Print();
private:char _name[20];char _gender[20];int _age;
};void Person::Print()
{cout << _name << ' ' << _gender << ' ' << _age << endl;
}

像这个代码，当我们在类域外定义它的成员函数时，就需要在函数名前加Person::来指定所属的类域，如此才能查到这个函数的声明。

五、类的实例化

用类类型创建变量的时候，就是类的实例化。

只有当类创建了对象，才会分配内存空间。类就像是模具，种类一般的东西，对象就是种类中的个体成员。

一个类可以实例化出多个对象，就如同定义一个内置类型的变量一般，类名加上对象名，就是一个对象了。

六、类的大小

类跟C语言中的结构体还是有所不相同，既具有成员变量，又具有成员函数，那么我们应该如何计算一个类的大小呢？

一个类可以有多个对象，每个对象中的成员变量的值可能有所不同，但成员函数都相同，若是成员函数的大小也纳入了类的大小中，那么岂不是重复存储了太多相同函数，这样岂不是很浪费空间。


class A1
{
public:void fun(){;}
private:int a;char b;int c;
};class A2
{
public:void fun(){;}
private:int a;int c;
};class B
{
public:void fun(){;}
};class C
{};int main()
{cout << sizeof(A1) << endl << sizeof(A2) << endl << sizeof(B) << endl << sizeof(C) << endl;return 0;
}

对于以上代码，输出结果为

对于有成员变量的类，计算类的大小的方法就跟结构体内存对齐之后的大小类似，但当一个类是空类，或者说类只含有成员函数，那么这个类的大小就只会开辟一个字节大小的空间来存储这个类。

也就是说，类的大小并不包含他所有的成员函数，类的大小就是它所有成员变量内存对齐后的大小。（空类与没有成员变量的类的大小都为1）。

类的大小需要通过内存对齐计算，这里的内存对齐就是指的我们在C语言阶段学的结构体内存规则，忘记了的可以去翻一下C语言结构体的讲解。

（http://t.csdnimg.cn/louR8）

七、类的this指针

为了区分一个类中的不同对象，C++编译器给每个类中非静态的成员函数都提供了一个隐藏起来的this指针，这个指针指向了该对象本身。在调用这个函数时，如果需要用到该对象本身的成员变量，就可以通过调用this指针来使用。

class Date
{
public:void init(){_year = 1900;_month = 1;_day = 1;}void Print(){cout << _year << ' ' << _month << ' ' << _day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date A;A.init();A.Print();return 0;
}

我们定义了一个简单的日期类，在用成员函数的时候，我们并没有传参，那么它怎么知道我们调用的是哪个对象的数据呢?

这里就是我们this指针的功劳了。

这里的代码实际是


class Date
{
public:void init(){this->_year = 1900;this->_month = 1;this->_day = 1;}void Print(){cout << this->_year << ' ' << this->_month << ' ' << this->_day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};

由于this是指向这个对象的指针，所以我们可以轻松调用它的成员变量。

this指针的特性

1、this指针的类型为 类类型*const，这就意味着我们不能在成员函数调用this时更改this所指向的对象。

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。

4、this指针是隐藏的，在编译时编译器会自动处理，所以不需要用户进行传递。

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以上就是关于类与对象（上）知识点的总结与讲解，希望那个对大家有所帮助！