初识【类和对象】

news2024/9/27 12:16:51

目录

1.面向过程和面向对象初步认识

2.类的引入

3.类的定义

4.类的访问限定符及封装

5.类的作用域

6.类的实例化

7.类的对象大小的计算

8.类成员函数的this指针

1.面向过程和面向对象初步认识

C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。

手洗衣服的过程：

C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。实际上，在关注对象的时候，过程也就完成了，只是将注意力集中到对象身上，这里简单理解一下就好。什么是基于，是因为C++继承C语言，可以面向过程，也可以面向对象。

2.类的引入

C语言结构体中只能定义变量，在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。比如：
之前在数据结构初阶中，用C语言方式实现的栈，结构体中只能定义变量；现在以C++方式实现，会发现struct中也可以定义函数：

struct Stack
{
	//成员函数，C语言结构体不能定义函数
	void Init()//可以不用传参数，因为在类里面，可以直接访问
	{
		a = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}

	void Push(int x)
	{
		if (top == capacity)
	    {
		int newcapacity = capacity == 0 ? 4 : capacity * 2;
		int* ptr = (int*)realloc(a, sizeof(int) * newcapacity);
		if (ptr == nullptr)
		{
			printf("%s", strerror(errno));
		}
		capacity = newcapacity;
		a = ptr;
	    }
	    a[top] = x;
	    top++;
	}

	//成员变量
	int* a;
	int top;
	int capacity;
};

上面结构体的定义，在C++中更喜欢用class来代替。

3.类的定义

class className
{
    // 类体：由成员函数和成员变量组成

}; // 一定要注意后面的分号

class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。下面的public，和 private是访问限定符，我们先不管它，后面会讲。

类体中内容称为类的成员：类中的变量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。

类的两种定义方式：

  1.  声明和定义全部放在类体中，需注意：成员函数如果在类中定义，会默认为内联函数，内联函数有内部链接属性，当这个类被多个头文件包含时，不会造成函数重定义的问题。
  2.  类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，注意：成员函数名前需要加类名::

 一般情况下，更期望采用第二种方式。

成员变量命名规则的建议：

我们看看这个函数，是不是很僵硬：

上图局部优先，两个year都是函数参数year。  

所以一般都建议这样：

或者这样：

 其他方式也可以的，只要让成员变量和函数参数区别开就可以。

4.类的访问限定符及封装

4.1 访问限定符

C++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户使用。

【访问限定符说明】

  1.  public修饰的成员在类外可以直接被访问
  2.  protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)，在继承中有区别，我们后面文章会讲。
  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
  4. 如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。
  5. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)
  6. 类内访问不受访问限定符的限制，限定的是类外

注意：访问限定符只在编译时有用，当数据映射到内存后，没有任何访问限定符上的区别，可以通过地址访问。

 【面试题】

问题：C++中struct和class的区别是什么？

解答：C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class定义类是一样的，区别是struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类默认访问权限是private。注意：在继承和模板参数列表位置，struct和class也有区别，后序给大家介绍。

4.2 封装

【面试题】
面向对象的三大特性：封装、继承、多态。

在类和对象阶段，主要是研究类的封装特性，那什么是封装呢？

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。

封装本质上是一种管理，让用户更方便使用类。比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。

在C++语言中实现封装：可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合，通过访问权限来隐藏对象内部实现细节，控制哪些方法可以在类外部直接被使用。
 

5.类的作用域

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 :: 作用域操作符指明成员属于哪个类域。

class Person
{
public:
    void PrintPersonInfo();
private:
    char _name[20];
    char _gender[3];
    int _age;
};

// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
    cout << _name << " "<< _gender << " " << _age << endl;
}

6.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

  1.  类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它；
  2. 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 
    int main()
{
    //Person只是一个类名，没有示例化对象
    Person._age = 100; // 编译失败：error C2059: 语法错误:“.”
    return 0;
}
  3. 做个比方。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，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对像才能实际存储数据，占用物理空间

7.类的对象大小的计算

7.1 如何计算类对象的大小

class A
{
public:
    void PrintA()
    {
        cout<<_a<<endl;
    }
private:
    char _a;
};

问题：类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算一个类的大小？

7.2 类和对象的存储方式猜测

  1. 对象中包含类的各个成员缺陷：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同一份函数，如果按照此种方式存储，当一个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空间。那么如何解决呢？
  2. 代码只保存一份，在对象中保存存放代码的地址
  3. 只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段

 问题：对于上述三种存储方式，那计算机到底是按照那种方式来存储的？

我们再通过对下面的不同对象分别获取大小来分析看下：

class A1
{
public:
	void f1(){}
private:
	int _a;
};
//类内仅有一个成员函数
class A2
{
public:
	void f2() {}
};
//空类
class A3
{};

int main()
{
	cout << sizeof(A1) << endl;//4
	//占位 ，c++会分配1个字节 ,表示这个类存在，不存储数据，只是占位，表示对象存在过
	cout << sizeof(A2) << endl;//1
	cout << sizeof(A3) << endl;//1有没有成员函数大小是一样的，因为成员函数在公共代码区

	A2 aa1;//存储什么值不重要
	A2 aa2;
	cout << &aa1 << endl;//内存中有1个字节的空间
	cout << &aa2 << endl;

	return 0;
}

 结论：一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然要注意内存对齐。

注意空类的大小，空类比较特殊，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类的对象。

 7.3 结构体内存对齐规则

 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
3. 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。
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

【面试题】
1. 结构体怎么对齐？ 为什么要进行内存对齐？
2. 如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐？能否按照3、4、5即任意字节对齐

可以看我之前文章自定义数据类型：结构体，枚举，联合_西兰花也是花的博客-CSDN博客

8.类成员函数的this指针

8.1 this指针的引出

this 指针
class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;//不是访问类内的成员，类内的只是声明，是访问调用对象的成员
		_month = month;
		_day = day;

	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1;
	d1.Init(2023, 8, 26);
	d1.Print();

	Date d2;
	d2.Init(2023, 8, 27);
	d2.Print();

	return 0;
}

对于上述类，有这样的一个问题：

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 函数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？

C++中通过引入this指针解决该问题，即：C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成。

//this 指针
class Date
{
public:
	//this在实参和形参位置不能显示写
	//但是在类里面可以现实的用
	void Init(int year, int month, int day)//3个参数，还有一个隐藏的参数，this指针
	{
		cout << this << endl;

		_year = year;//不是访问类内的成员，类内的只是声明
		_month = month;
		_day = day;
		//this->_month = month;
		//this->_day = day;//没有写this编译器会自己加上

		//Print();//可以调用函数，前面也会自动加this->
		//this->Print();//成员变量和成员函数前都有this
	}

	void Print()//一个隐藏的参数，this指针
	{
		cout << this << endl;
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}

	int _year;//只是声明，没有开辟空间
	int _month;
	int _day;
};

8.2 this指针的特性

  1. this指针的类型：类的类型 * const ，例如上面的Date* const this，即成员函数中，不能this指针赋值。
  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。所以对象中不存储this指针。
  4.  this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户传递。

 【面试题】
1. this指针存在哪里？

   答：this指针是函数形参，存在栈区，但一般情况由编译器通过ecx寄存器传递。
2. this指针可以为空吗

   答：可以，但是调用的成员函数内不能访问对象的成员。看下面可以代码可以理解。

 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "void Print()" << endl;
	}

private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p = nullptr;

	p->Print();

	return 0;
}

答案是C。因为没有对空指针解引用。

int main()
{
	A* p = nullptr;
	A p1;
	//看汇编  
	p->Print();//这里并没有解引用p,因为Print()函数在公共代码区，然后把p传递给this指针
	//传递this指针是直接放到寄存器中了，不是压栈传参

	//编译器很聪明，不会解引用，会转换成汇编指令，汇编与上面相同
	(*p).Print();//还是可以运行， 与上面同理，Print()没有在对象里面，不会访问对象
	
	p1.Print(); //这里会取p1的地址

	//编译器比较智能，老编译器可能会出错
	p->_a;//没有做任何事情，就没有生成指令，实际没有访问，其他编译器可能会报错

	return 0;
}

汇编代码： 

看下面代码

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _a << endl;
	}

private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p = nullptr;

	p->Print();

	return 0;
}

这里就会出错，因为这里在成员函数内对空指针this进行了解引用。

8.3 C语言和C++实现Stack的对比

1. C语言实现

用C语言实现时，Stack相关操作函数有以下共性：

  • 每个函数的第一个参数都是Stack*
  • 函数中必须要对第一个参数检测，因为该参数可能会为NULL
  • 函数中都是通过Stack*参数操作栈的
  • 调用时必须传递Stack结构体变量的地址

结构体中只能定义存放数据的结构，操作数据的方法不能放在结构体中，即数据和操作数据的方式是分离开的，而且实现上相当复杂一点，涉及到大量指针操作，稍不注意可能就会出错

2. C++实现

C++中通过类可以将数据 以及 操作数据的方法进行完美结合，通过访问权限可以控制那些方法在类外可以被调用，即封装，在使用时就像使用自己的成员一样，更符合人类对一件事物的认知。而且每个方法不需要传递Stack*的参数了，编译器编译之后该参数会自动还原，即C++中 Stack *参数是编译器维护的，C语言中需用用户自己维护。

本篇结束。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/934572.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

Java进阶篇--创建线程的四种方式

Java进阶篇--创建线程的四种方式

目录 继承Thread类 扩展小知识&#xff1a; Thread类的常见方法 Thread 类的静态方法 实现Runnable接口 使用Callable和Future创建线程 使用Executor框架创建线程池 继承Thread类 创建一个继承自Thread类的子类&#xff0c;并重写其run()方法&#xff0c;将相关逻辑实现…
阅读更多...
Flink CDC数据同步

Flink CDC数据同步

背景 随着信息化程度的不断提高&#xff0c;企业内部系统的数量和复杂度不断增加&#xff0c;因此&#xff0c;数据库系统的同步问题已成为越来越重要的问题。 缓存失效 在缓存中缓存的条目(entry)在源头被更改或者被删除的时候立即让缓存中的条目失效。如果缓存在一个独立的…
阅读更多...
“返璞归真，数字排毒”，放下智能手机，美国功能手机卷土重来

“返璞归真，数字排毒”，放下智能手机，美国功能手机卷土重来

近年来&#xff0c;智能手机的普及已经改变了人们的生活方式和沟通方式。然而&#xff0c;随着科技的不断进步和不断涌现的各种新应用程序&#xff0c;一些年轻人开始感到疲惫和厌倦。他们觉得智能手机带来了太多的干扰和依赖&#xff0c;也让人们容易沉迷于社交媒体和短视频。…
阅读更多...
Rabbitmq的Federation Exchange

Rabbitmq的Federation Exchange

(broker 北京 ) &#xff0c; (broker 深圳 ) 彼此之间相距甚远&#xff0c;网络延迟是一个不得不面对的问题。有一个在北京的业务(Client 北京 ) 需要连接 (broker 北京 ) &#xff0c;向其中的交换器 exchangeA 发送消息&#xff0c;此时的网络延迟很小&#xff0c;(C…
阅读更多...
全球边缘计算大会的十大至暗时刻

全球边缘计算大会的十大至暗时刻

来源网友X小缘 ① 背景板文字全球边缘计算大会&#xff0c;被广告公司改为全球边缘计算机大会&#xff0c;因为他觉得少了个机字&#xff1b; ② 明天开会&#xff0c;今天遇到恶劣天气&#xff0c;讲师主持人一整晚滞留外地机场&#xff1b; ③ 视频直播的时候声音通道没开&am…
阅读更多...
Redis数据结构全解析【超详细万字分析】

Redis数据结构全解析【超详细万字分析】

文章目录 前言一、SDS1、SDS的必要性2、SDS的数据结构3、SDS的优势O&#xff08;1&#xff09;复杂度获取字符串长度二进制安全不会发生缓冲区溢出节省空间 二、链表1、结构设计2、优缺点 三、压缩列表1、结构设计2、连续更新3、压缩列表的缺陷 四、哈希表1、结构设计2、哈希冲…
阅读更多...
236. 二叉树的最近公共祖先-优化

236. 二叉树的最近公共祖先-优化

本期我们对该题进行优化&#xff0c;不知道题目的小伙伴建议先看看之前的 236. 二叉树的最近公共祖先_KLZUQ的博客-CSDN博客 我们要将时间复杂度优化为O(N) class Solution { public:bool FindPath(TreeNode* root, TreeNode* x,stack<TreeNode*>& path){if(rootnul…
阅读更多...
Kubernetes(K8s)基本环境部署

Kubernetes(K8s)基本环境部署

此处只做学习使用&#xff0c;配置单master环境。 一、环境准备 1、ip主机规划&#xff08;准备五台新机&#xff09;>修改各个节点的主机名 注意&#xff1a;关闭防火墙与selinux 节点主机名ip身份joshua1 kubernetes-master.openlab.cn 192.168.134.151masterjoshua2k…
阅读更多...
无涯教程-分类算法 - 朴素贝叶斯

无涯教程-分类算法 - 朴素贝叶斯

朴素贝叶斯算法是一种基于应用贝叶斯定理的分类技术&#xff0c;其中强烈假设所有预测变量彼​​此独立。简而言之&#xff0c;假设是某个类中某个要素的存在独立于同一类中其他任何要素的存在。 在贝叶斯分类中&#xff0c;主要的兴趣是找到后验概率&#xff0c;即给定某些观…
阅读更多...
抽象类和接口有什么区别？

抽象类和接口有什么区别？

在 Java 中&#xff0c;抽象类和接口是两种不同的类类型。它们都不能直接实例化&#xff0c;并且它们都是用来定义一些基本的属性和方法的&#xff0c;但它们有以下几点不同&#xff1a; 定义不同&#xff1a;定义的关键字不同&#xff0c;抽象类是 abstract&#xff0c;而接口…
阅读更多...
Linux操作系统--包管理yum

Linux操作系统--包管理yum

1.概述 YUM（全称为 Yellow dog Updater, Modified）是一个在 Fedora 和 RedHat 以及 CentOS中的 Shell 前端软件包管理器。基于 RPM 包管理，能够从指定的服务器自动下载 RPM 包并且安装，可以自动处理依赖性关系，并且一次安装所有依赖的软件包，无须繁琐地一次次下载、安装。…
阅读更多...
软考：中级软件设计师:数据库并发控制，完整性约束，数据库安全

软考：中级软件设计师:数据库并发控制，完整性约束，数据库安全

软考&#xff1a;中级软件设计师:数据库并发控制 提示&#xff1a;系列被面试官问的问题&#xff0c;我自己当时不会&#xff0c;所以下来自己复盘一下&#xff0c;认真学习和总结&#xff0c;以应对未来更多的可能性 关于互联网大厂的笔试面试&#xff0c;都是需要细心准备的…
阅读更多...
CrossOver 23 新功能介绍 CrossOver 23 版本更新了哪些功能

CrossOver 23 新功能介绍 CrossOver 23 版本更新了哪些功能

本次发布的CrossOver 23为用户带来了许多令人期待的新功能和优化&#xff0c;特别是对游戏方面的支持&#xff0c;更是让广大Mac游戏玩家兴奋。CrossOver 23包括对Wine 8.0.1的更新&#xff0c;带来了5000多处改动&#xff0c;对各种应用程序进行了改进。该版本还包括 Wine Mon…
阅读更多...
AD9361配置采用纯PL方式，QT编写的小软件可以快速实现

AD9361配置采用纯PL方式，QT编写的小软件可以快速实现

采用ADI官方的API函数&#xff0c;虽然能够快速的实现AD9361配置&#xff0c;让我们不必关注9361的内部寄存器的配置过程&#xff0c;但是在实际的项目开发过程中&#xff0c;也在一定程度上限制了AD9361与PL之间数据交互的灵活性。 今天给大家推荐采用AD9361官方提供的配置软…
阅读更多...
Linux操作系统--克隆虚拟机

Linux操作系统--克隆虚拟机

1.概述 我们在搭建大数据或者是集群的过程中，需要使用到许多配置相同或者相类似的环境。这一个时候就需要使用到克隆虚拟机的功能。 2.克隆虚拟机过程 (1).从现有虚拟机(关机状态)克隆出新虚拟机，右键选择管理=>克隆，如下所示 (2).直接点击下一步。如下所示 (3).选择…
阅读更多...
什么是浮动（float）？请解释清楚浮动对父元素和兄弟元素的影响。

什么是浮动（float）？请解释清楚浮动对父元素和兄弟元素的影响。

聚沙成塔每天进步一点点 ⭐ 专栏简介⭐ 浮动&#xff08;Float&#xff09;⭐ 浮动对父元素的影响⭐ 浮动对兄弟元素的影响⭐ 写在最后 ⭐ 专栏简介 前端入门之旅&#xff1a;探索Web开发的奇妙世界 记得点击上方或者右侧链接订阅本专栏哦 几何带你启航前端之旅 欢迎来到前端入…
阅读更多...
Centos8的NAT网络设置

Centos8的NAT网络设置

1、先将虚拟机设置为NAT模式 2、打开虚拟网络编辑器&#xff0c;记录以下信息 NAT设置&#xff1a;子网掩码、网关 DHCP设置&#xff1a;I P 范围 (自动时) 3、进入Centos8的网络设置页面&#xff0c;按照记录的信息进行配置 4、重载、重启网卡 nmcli c reload ensl60 n…
阅读更多...
什么是字体图标（Icon Font）？如何在网页中使用字体图标？

什么是字体图标（Icon Font）？如何在网页中使用字体图标？

聚沙成塔每天进步一点点 ⭐ 专栏简介⭐ 字体图标&#xff08;Icon Font&#xff09;⭐ 如何在网页中使用字体图标⭐ 写在最后 ⭐ 专栏简介 前端入门之旅&#xff1a;探索Web开发的奇妙世界 记得点击上方或者右侧链接订阅本专栏哦 几何带你启航前端之旅 欢迎来到前端入门之旅&a…
阅读更多...
Linux操作系统--常用指令(系统定时任务)

Linux操作系统--常用指令(系统定时任务)

(1).概述 在实际的运维过程中，这一个功能使用的还是很多，比如，我们需要在定点的时候进行系统的备份、清理、存盘等工作。这一个时候就需要使用系统定时任务。 (2).查看crontab是否开启 (3). crontab 定时任务设置 功能:设置定时的任务 语法: crontab [选项] 选项: -e 编…
阅读更多...
《向量数据库指南》——什么叫“AI 向量数据库”，它和我们日常理解的数据库有什么不同？

《向量数据库指南》——什么叫“AI 向量数据库”，它和我们日常理解的数据库有什么不同？

我认为"AI 向量数据库"这个概念非常切合实际，它类似于关系数据库在交易领域的作用。个人观点是，向量数据库实际上是为了人工智能而生的。一方面，向量数据库的数据完全源自于人工智能技术。另一方面，对于 AI 应用而言，向量数据库也是至关重要的基础设施。 至于…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023