C++类和对象（1） - 详解

C++类和对象（1）

• 1.类的定义
• 2.访问限定符
• 3.类域
• 4.对象的大小
• 5.this指针

如果我想把人这个对象封装起来。
经过C语言的学习，我们可以使用结构体，里面可以定义人的种种数据。
但是如果这个人的一些数据是涉及隐私的，不想让用户知道的，该怎么办呢？
这就是今天我们学习的类与结构体的核心区别。

1.类的定义

如果是结构体，我们这样定义。

struct Date
{
int _year;
int _month;
int _day;
};

如果是类，我们这样定义。

class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day) {
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}//成员函数
void Print() {
cout << _year << "/" << _month << '/' << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;//成员变量
};

class为类的关键字，后面是类名，{}中是类的主体。
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成员函数。
因为有了在成员变量前面加了private:所以我们在除了类中的所有地方都不能直接访问这个类的成员函数。
成员函数默认为inline

2.访问限定符

分为三个：public,private,protected
在现阶段的学习中我们可以暂且认为private与protected作用一样。
class定义成员时没有被访问限定符修饰时默认为private

3.类域

类定义出了一个新的作用域。在类外定义成员时，需要加上：：作用域操作符指明成员属于哪个类域

class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day) {
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print();
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void Date::Print() {
cout << _year << "/" << _month << '/' << _day << endl;
}

4.对象的大小

在C语言学习时，我们学习了如何判断结构体的大小与内存对齐规则。
C++也规定实例化的对象要符合内存对齐的规则。

• 第一个成员在于结构体偏移量为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
• 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中默认对齐数是8
• 最大对齐数 =（所有变量类型最大者）与（默认对齐数）取较小
• 结构体总大小为最大对齐数的整数倍

注意：
对象中不存储成员函数，因为函数被编译后是一段指令，它们无法存储在对象中。这些指令存储在单独的区域（代码段）。

#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;}

为什么b和c的大小是1呢?完全是因为要代表这个对象存在，不得不分配一个字节来说明其存在。

5.this指针

以上面的Date类为例，当我们创建了两个对象的d1.d2并调用成员函数时，该函数是如何知道应该访问d1还是d2呢？
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：
void Init ( 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。

所以其实void Init( int year, int month, int day)就等价于
void Init(Date* const this, int year, int month, int day)

接下来是两道经典例题

#include<iostream>using namespace std;class A{public:void Print(){cout << "A::Print()" << endl;}private:int _a;};int main(){A* p = nullptr;p->Print();return 0;}

A.编译报错 B.运行崩溃 C.正常运行
注意:
当指针指向的内容是对象时,用它调用类中变量和函数的本质（类似p->Print()）是将自己传给this指针。并非真正的解引用。
当我们调试转到反汇编时：

所以p->Print();实际上并没有发生解引用这一步，自然不会报错。
所以选C

#include<iostream>using namespace std;class A{public:void Print(){cout << "A::Print()" << endl;cout<<_a<<endl;}private:int _a;};int main(){A* p =nullptr;p->Print();return 0;}

A.编译报错 B.运行崩溃 C.正常运行

在Print函数中，_a就是this->_a,而p指针是空指针，所以this也是空指针，所以会运行错误。
完
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