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类和对象

类和对象
- 类的定义
- - 格式
  - 访问限定符
  - 类域
- 实例化
- - 实例化概念
  - - 内存对齐
- this指针

类的定义

类（Class）是一种用于创建对象的蓝图或模板。它定义了对象（变量）的属性（数据）和方法（行为）。类是面向对象编程（OOP）的核心概念之一，用于组织代码并实现封装、继承和多态等特性。

格式

class Stack
{...
};

1，class为定义类的关键字，Stack为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后⾯的分号不能省略。类体中内容称为类的成员；类中的变量（对象）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。

2，为了区分成员变量，⼀般习惯给成员变量会加⼀个特殊标识，如成员变量前⾯或者后⾯加”_“或者成员变量以m开头，注意C++中这个并不是强制的，只是⼀些惯例。

3，C++中struct也可以定义类，C++兼容C中struct的⽤法，同时struct升级成了类，明显的变化是struct中也可以定义函数，⼀般情况下我们还是推荐⽤class定义类。

4，定义在类里面的成员函数默认为inline。

比如实现简单的栈操作：

#include<iostream>
#include<cassert>
using namespace std;
class Stack
{
public:void _Init(int n = 4){arr = (int*)malloc(sizeof(int));if (nullptr == arr){perror("malloc fail");return;}capacity = n;top = 0;}void _Push(int x){arr[top++] = x;}int _Top(){assert(top > 0);return arr[top-1];}void _Destroy() { free(arr);arr = nullptr;top = capacity = 0;}
private:int* arr;int top;int capacity;
};int main()
{Stack st;st._Init();st._Push(1);st._Push(2);cout << st._Top() << endl;//st._Destroy();return 0;
}

访问限定符

访问限定符：public，private，protested

1，C++⼀种实现封装的⽅式，⽤类将对象的属性与⽅法结合在⼀块，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⼾使⽤。

2，public修饰的成员在类外可以直接被访问；protected和private修饰的成员在类外不能直接被访

问，protected和private是⼀样的，以后继承章节才能体现出他们的区别。

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，如果后⾯没有

访问限定符，作⽤域就到 }即类结束。

4，class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为private，struct默认为public。

5，⼀般成员变量都会被限制为private/protected，需要给别⼈使⽤的成员函数会放为public。

类域

1，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。

2，类域影响的是编译的查找规则，下⾯程序中Init如果不指定类域Stack，那么编译器就把Init当成全

局函数，那么编译时，找不到array等成员的声明/定义在哪⾥，就会报错。指定类域Stack，就是知

道Init是成员函数，当前域找不到的array等成员，就会到类域中去查找。

3，声明和定义分离，需要指定类域

例如：

#include<iostream>
#include<cassert>using namespace std;
class Stack
{
public://成员函数void Init(int n = 4);
private://成员变量int* arr;int top;int capacity;
};
//————————————————————————————————————————————————————————————————
#include"stack.h"
void Stack::Init(int n = 4)
{arr = (int*)malloc(sizeof(int));if (nullptr == arr){perror("malloc fail");return;}capacity = n;top = 0;
}
//————————————————————————————————————————————————————————————————
#include"stack.h"
int main()
{Stack st;st.Init();return 0;
}

实例化

实例化概念

1，⽤类类型在物理内存中创建对象的过程，称为类实例化出对象。

2，类是对象进⾏⼀种抽象描述，是⼀个模型⼀样的东西，限定了类有哪些成员变量，这些成员变量只

是声明，没有分配空间，⽤类实例化出对象时，才会分配空间。

3，⼀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。打个⽐

⽅：类实例化出对象就像现实中使⽤建筑设计图建造出房⼦，类就像是设计图，设计图规划了有多

少个房间，房间⼤⼩功能等，但是并没有实体的建筑存在，也不能住⼈，⽤设计图修建出房⼦，房

⼦才能住⼈。同样类就像设计图⼀样，不能存储数据，实例化出的对象分配物理内存存储数据。

内存对齐

内存对⻬规则

1，第⼀个成员在与结构体偏移量为0的地址处。

2，其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。

3，注意：对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数与该成员⼤⼩的较⼩值。

4，VS中默认的对⻬数为8

5，结构体总⼤⼩为：最⼤对⻬数（所有变量类型最⼤者与默认对⻬参数取最⼩）的整数倍。

6，如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对⻬到⾃⼰的最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩

就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体的对⻬数）的整数倍。

！！！没有成员变量的B和C类对象的⼤⼩是1，为什么没有成员变量还要给1个字节呢？因为如果⼀个字节都不给，怎么表⽰对象存在过呢！所以这⾥给1字节，纯粹是为了占位标识对象存在。

this指针

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;		//this->_year = year;_month = month;		//this->_month = month;_day = day;			//this->_day = day;}void Print(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}
private://注意这⾥只是声明，并没有开辟空间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;
}

结果为：

2024/3/31
2024/7/5

明明调用的是同一个函数为什么结构不同？

原因是传参不同，明面上是三个指针，其实还隐含着一个this指针

其实实际调用时是下面这样：

	d1.Print(&d1);d2.Print(&d2);

1，Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当d1调⽤Init和

Print函数时，该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢？那么这⾥就要看到C++给了

⼀个隐含的this指针解决这⾥的问题。

2，编译器编译后，类的成员函数默认都会在形参第⼀个位置，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 Init(Date* const this, int year,

int month, int day) ，此处const的作用是限制指针变量本身不能被修改

3，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,实际是this- >_year = year;

4，C++规定不能在实参和形参的位置显⽰的写this指针(编译时编译器会处理)，但是可以在函数体内显

⽰使⽤this指针。