C++——类和对象

news2024/12/29 17:09:41

作者：几冬雪来

时间：2023年4月21日

内容：C++类和对象

前言：

1.inline函数：

2.auto（补充）：

3.类：

4.类的访问限定符及封装：

5.封装：

6.类域：

7.类的实例化：

结尾：

前言：

在上一篇博客中我们对C++中的引用的知识做了拓展的讲解，同时也引入了新的内容——常引用和auto，并且也对它们进行了一个大致的说明讲解。今天我们将开展C++知识的一个新的知识的讲解，并且这节课也可以是我们C++中非常重要的一节课。

1.inline函数：

在我们日常写代码的时候，调用函数是我们必不可少的一个操作，那么在调用函数的过程中就难免会产生消耗，而栈帧就是我们调用函数中最大的消耗。

类似我们下面的这个代码：

在这里我们的Add要被调用10000次，所以在这里我们就需要建立10000个栈帧，这在我们看来就是非常浪费的一种行为。

在C语言中我们使用宏的方式去解决这个问题。但是宏在这里有一些缺点所在，在介绍C++的时候我们有说过在这个板块我们需要的是用C++的知识去填补C语言的坑，那么这种情况我们该怎么用C++去书写呢？

在C++中如果我们要解决这个问题的话就要了解到一个新的词语——inline函数。

但是在这里，inline函数并不是可以作用于全部函数之上的，它的应用有条件的限制。

首先，我们的inline函数适用的是短小的频繁调用的函数。如果太长可能会导致这里我们的代码膨胀。

那么有人就要问了，在这里我们是不是要先去判断其长短后，再考虑要不要去使用inline呢？其实这里不用想那么多。因为在这里，我们的编译器会帮助我们把关。inline对于编译器仅仅只是一个建议，最终决定是否使用成为inline，由编译器决定。

那么在上面情况下我们的inline会被否决掉呢？我们将例子举出来：

1.比较长的函数。

2.递归函数。

3.默认debug的模式下，inline不会起作用，否则不方便调试。

同时这里要知道，我们的inline函数的声明和定义不能分离。inline不会进符号表，分离可能导致链接出问题。

2.auto（补充）：

在上一篇博客中我们讲解了auto的内容，今天我们将对其进行一个知识的补充。

首先我们的auto在同一行内不能这样使用，类似前面一个整形类型，后面一个浮点型。

其次，我们的auto也不能用来定义数组的类型。

最后，在这里我们的auto不能用来作为函数的参数。

还有就是这里auto在空指针这里会出现一个坑。

在这里左边这里，第二个函数引用即使为空，它并不会去调用第二个函数，而是去调用第一个函数。只有像我们第一个代码引用了——nullptr，它才可以成功去调用第二个函数。

3.类：

从这里开始，我们就开始进入类和对象的学习了，那么在这里什么是类呢，这里我们写一个代码出来。

在这里我们的C++兼容C语言，struct以前的用法依旧可以使用，同时在这里我们的struct升级成为了类。

同样的我们的struct升级成为了类，那么在这里我们的结构体的成员也会发生改变，原本在结构体中我们只能定义成员变量，而在这里我们可以定义成员函数。

这里就是我们的写法，同时在这里我们的调用也是十分的简单。在结构体定义，C++中我们更经常

用class来代替struct。但是在这里如果使用class的话就牵扯出来了一个权限的问题。

4.类的访问限定符及封装：

在C++我们定义了3种访问限定符。

同样的这里也有我们访问限定符的一系列的说明。

那么在这里我们的公有和私有是什么意思？用现实世界的例子举例，比如我们的个人信息中的身份证号码，家庭住址等不想让别人知道的，这里就对应着私有。像性别，年龄，性命等可以让别人知道的在这里就指的是公有。代码中也是如此，不想让别人使用的这里我们就定义为私有，可以别人返回和使用的我们就定义为公有。

这里就是我们公有和私有内容的范围，类似我们的这个图从public开始到我们写一个访问限定符之间的内容就都是公有的，直到遇到我们的访问限定符private后接下来的内容变为私有，因为后面没有访问限定符，所以到函数结束的位置其余的内容都为私有。

同时的，在这里我们的class和struct都可以作为类，访问限定符也都适用于类，所以它们之间可以进行替换。唯一不同的是在这里我们的class默认内容为私有，struct默认内容为公有。

在这里我们也要注意一个点，那就是在我们的类中，声明和定义是可以进行分离的。只不过这里在定义的时候，我们需要在Init函数的前面加入一个::操作符来指向。

第二个要了解的点是：在类里面直接定义的函数默认就是inline。

5.封装：

在我们的面向对象中有三大特性：封装，继承，多态。而在这里我们将对面向对象中的封装进行讲解。

那么什么是封装呢？封装说的是：将数据和操作数据的方式进行有机结合，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。

对于我们的代码来说，封装是一种更好的管理，它可以杜绝一些我们坏的行为。

这里就是我们封装的作用和实现。

6.类域：

在这里我们接下来就要介绍一下类域了。

我们当初介绍域的时候有说过，平常我们写代码的时候，一般都是先访问局部域，再访问全局域。如果我们的命名空间域没有特别指向或者展开的话，域中的量我们不会访问。

但是类似我们的函数定义和声明那里的话，我们是先访问局部域，再访问类域，最后访问全局域。

7.类的实例化：

这里类的实例化指的是用类类型创建对象的过程，我们称为类的实例化。

在我们的类中不能存储数据。只有类进行了实例化之后我们才可以向其中存储数据。

在这里我们的第一种方式是访问的top，而top在声明中，所以这里我们并不能给声明的内容数据。而在第二段代码中的话，就是开辟了一块空间，在这里我们就可以给数据。

进行了我们来计算它们的大小。

在以前我们的结构体中只有结构体成员，而现在在结构体中还多出了成员函数，那么在这里我们的st1的大小是多少呢？

在这里我们算出st1的大小是12，那么这是为什么呢？因为在这里我们只算成员的变量不算成员的变量，不算成员的函数，对象中只存储了成员变量，没有存成员函数。

在这里我们的st1和st2调用的不是同一个函数。但是这里我们访问Init的代码，它们调用的是同一块地址，也是同一个函数。这就是我们说的对象中只存储了成员变量，没有存成员函数的原因，在这里我们也可以为st1和st2中都定义上Init，但是这样做太过于浪费，因此我们一般将其放在公共区域，要调用的话也直接去公共区域调用就行了。