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全面且深度学习c++类和对象(上)

news 来源：原创 2025/6/18 4:19:38

文章目录

过程和对象
类的引入，
类的定义
类的访问限定符及封装
- 类的访问限定符
- 封装
类的实例化
类大小
- 内存对齐规则：
this指针
- this特性

过程和对象

C语言面向过程设计，c++面向对象设计，
举例：洗衣服
C语言：放衣服，放洗衣粉，启动洗衣机，脱水，拿出来晾干。
而c++关注对象，一共四个对象，人，衣服，洗衣粉，洗衣机。

这个过程是4个对象交互完成的，人不需要关注洗衣机如何工作洗衣服的，
在这里插入图片描述

类的引入，

C语言中结构体中只能定义变量，c++中可以定义变量和函数，如C语言实现的栈只能定义变量，而c++代码如下：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
typedef int DateType;
struct pll {void StackInit(int capacity = 4){_a = (DateType*)malloc(sizeof(DateType) * capacity);if (_a == NULL){perror("malloc fail");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void StackPush(int x){if (_size == _capacity){DateType* tmp = (DateType*)realloc(_a,sizeof(DateType) * _capacity * 2);if (tmp == NULL){perror("fail realloc");return;}_a = tmp;_capacity *= 2;}_a[_size++] = x;}int Top(){return _a[_size-1];}void Destroy(){if(_a)free(_a);_a = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}DateType* _a;int _capacity;int _size;
};
int main()
{pll st;st.StackInit();st.StackPush(2);st.StackPush(5);st.StackPush(6);st.StackPush(7);st.StackPush(4);cout << st.Top() << endl;st.Destroy();return 0;
}

4

注意，c++结构体中，定义的变量无先后顺序，无需注意定义变量的位置，所以结尾定义的_capacity等，开头的函数也能用。

🚩 并且在c++中，我们用class来代替struct

类的定义

class stu
{
public:void test(int age=4){_age=age;cout << _sex << _age << endl;}
public:char _sex;int _age;
private:string _birthday;
};

为了防止类中函数参数也有sex，age这种，我们类中定义变量都是前面加_,方便与函数参数区分。

类的访问限定符及封装

类的访问限定符

🚩 c++实现封装的方式：用类将对象的属性和方法结合在一块，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用户使用。

在这里插入图片描述

访问限定符说明:
1, public在类外可以被直接访问。
2, protected和private在类外不能被直接访问。
3，访问权限从类的访问限定符出现位置开始，持续到下一个类的访问限定符的出现，
4，如果后面没有类的访问限定符就持续 }即类的结束，
5， class的默认访问权限是private，struct默认访问权限是public(因为要兼容c语言)。

class和struct区别？
：c++兼容C语言，所以struct和class都可以定义结构体，还可以都定义类，区别是class默认访问权限private，struct访问权限public。

封装

在类和对象阶段，主要研究类和对象的封装，那么什么是封装？
🚩封装：通过类的方式将数据和操作数据结合起来，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口和对象进行交互，

封装本质上是一种管理，方便用户更容易操作类。例如电脑对外公开键盘，鼠标，显示屏，方便用户操作，但计算机真正工作是cpu，显卡，内存等硬件。

在c++，通过类对数据和操作数据有机结合起来，通过访问限定符隐藏对象内部实现细节，决定是否对外公开接口。

类的实例化

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class stu
{
public:void test(){cout << _sex << _age << endl;}
public:char _sex;int _age;
private:string _birthday;
};
int main()
{stu st;return 0;
}

和结构体用法一样，用类创建实例对象就叫类实例化，一个类可以有多个实例化对象。
创建出的类就相当于建房子的一张图纸，没有分配实际的物理空间，创建实例对象的过程，就是拿着图纸建房子，分配了实际物理内存空间，。

类大小

#include <iostream>
using namespace std;
class cs1
{
public:void test1(){int a;}
};
class cs2
{
public:void test2();
private: long long a;int b;char c;
};
class cs3
{};
int main()
{cout << sizeof(cs1) << endl;cout << sizeof(cs2) << endl;cout << sizeof(cs3) << endl;return 0;
}

1
16
1

类大小计算，里面函数不占字节，函数放在公共代码区只保存一次，多个实例化对象只需要保存各自的成员变量，成员变量需要内存对齐
编译器给空类一个字节，方便辨识

内存对齐规则：

1，第一个成员在结构体偏移量0位置处。
2，接下来的成员变量大小对齐在对齐数的整数倍地址，总大小是对齐数的整数倍
3，对齐数：编译器默认大小和该类最大类型的大小，vs默认8

这里该类对齐数8，因为long long字节占8，排0-7，int从8开始排8-11，char12，总共13字节，但补充13-15，总共16字节

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

this指针

#include <stdio.h>
using namespace std;
class Date {
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Init(2020,2,12);Date d2;d2.Init(2021, 3, 14);return 0;
}

我们面临一个问题，d1,d2初始化时怎么确定是哪个_year,
所以引入了this指针：c++给每个非静态函数引入了this指针，this指向当前运行函数，函数内对成员变量的操作都是通过this指针访问完成的。只不过所有操作对用户是透明的，即用户不需要传递，编译器自动完成了。

this特性

1，this类型 *const，即不能改变 this指向，
2，this指针只能在自己本身函数使用
3，this指针是成员函数形参，函数调用将实参传给形参，所以类中不存储this
4，this指针是隐藏的指针，编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户动手

全面且深度学习c++类和对象(上)

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