C++类和对象（上）

1.类的定义

1.1.类的定义格式

• class为定义的关键字，Stack是类的名字，{}中是类的主体(注意分号不能省略)，类体中的内容叫做类的成员，类中的变量叫做成员变量，类中的函数叫做成员函数
• 为了区分成员变量，一般在成员变量的前面加上特殊的标识（如前面和后面加上_或者m等)
• 定义在类里面的成员函数默认为inline;

class Stack {
public:// 公有成员，可以被类的外部代码访问ClassName(); // 默认构造函数~ClassName(); // 析构函数void method(); // 方法声明private:// 私有成员，不能被类的外部代码直接访问int data; // 数据成员
};

1.2 访问限定符

• public修饰的成员在类外可以访问；
• protected和private修饰的成员在类外不能直接访问；
• class定义的成员没有被访问限定符修饰时默认是private，struct默认为public
  

1.3 类域

• 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::作用域操作限定符指定成员属于哪个类域
• 类域影响的是编译查找规则，

2.实例化

2.1 实例化的概念

• 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，存储类的成员变量；

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:// 这里只是声明，没有开空间int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{// Date类实例化出对象d1和d2Date d1;Date d2;d1.Init(2024, 3, 31);d1.Print();d2.Init(2024, 7, 5);d2.Print();return 0;
}

2.2 对象大小

• 类实例化出的每个对象，都具有独立的数据空间，所以对象中肯定包含成员变量，那么对象中肯定包含成员变量，那么成员函数是否包含呢？首先，函数被编译后是一段指令，对象中没办法存储，这些指令存储在一个单独的区域（代码段），那么对象一定要存储的话，只能是成员函数指针。但是如果实例化出大量的对象，那么成员函数指针就需要重复储存100次，过于浪费。所以，其实函数指针是不需要存储的，函数指针只是一个地址，调用函数被编译成汇编指令[call地址]，编译器在编译链接时，就要找到函数的地址，而不是在运行时找，只有动态多态在运行时，这时候就需要存储函数地址。

2.2.1 内存对齐规则

• 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
• 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
• 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。
• 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。

#include<iostream>
using namespace std;
// 计算一下A/B/C实例化的对象是多大？
class A
{
public:void Print(){cout << _ch << endl;}
private:char _ch;int _i;
};
class B
{
public:void Print(){//...}
};
class C
{};
int main()
{A a;B b;C c;cout << sizeof(a) << endl;cout << sizeof(b) << endl;cout << sizeof(c) << endl;return 0;
}

• 程序运行之后，可以看到成员变量B和C类的对象大小时1，那为什么还需要给1个字节呢？因为如果一个字节都不给，就无法表示对象存在过！故给了一个字节，单纯是为了占位标识对象的存在

3. （隐含）this指针

• 编译器编译后，类的成员函数默认都会在形参的第一个位置，增加一个当前类类型的指针，叫做this指针。比如：Date类的Init的真实原型为，void Initial（Date* const this，int year,int month,int day)
• 类的成员函数中访问成员变量，本质都是通过this指针访问的，如Init函数中给_year赋值，this->year = year;
• C++ 规定不能在实参和形参的位置显示写this指针(编译时编译器会自动处理），但是可以在函数体内部显示使用this指针。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// void Init(Date* const this, int year, int month, int day)void Init(int year, int month, int day){// 编译报错：error C2106: “=”: 左操作数必须为左值// this = nullptr;// this->_year = year;_year = year;this->_month = month;this->_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private:// 这里只是声明，没有开空间int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{// Date类实例化出对象d1和d2Date d1;Date d2;// d1.Init(&d1, 2024, 3, 31);d1.Init(2024, 3, 31);d1.Print();d2.Init(2024, 7, 5);d2.Print();return 0;
}