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。
C语言中,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。
#include<iostream> using namespace std; struct Person { int age; char name[10]; int Add(int x, int y); void Print() { cout << "age=" << age << endl; cout << "name=" << name << endl; } }; int main() { Person s = {10, "zhangsan"}; s.Print(); return 0; }
上面结构体的定义,在C++中更喜欢用class来代替
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。
类中的元素称为类的成员:类中的数据称为类的属性或者成员变量; 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:
class Person { int age; char name[10]; public: void Print() { cout << "age=" << age << endl; cout << "name=" << name << endl; } };
//.h文件 class Person { int age; char name[10]; public: void Print(); }; //.cpp文件 void Person::Print() { cout << "age=" << age << endl; cout << "name=" << name << endl; }
一般情况下,更期望采用第二种方式
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。
访问限定符有:public(公有),private(私有),protected(保护)。
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
问: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可以当成结构体去使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class是定义类是一样的,区别是struct的成员默认访问方式是public,class是的成员默认访问方式是private。
封装是面向对象的三大特性之一,那么封装有什么好处呢?
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。
我们使用类数据和方法都封装到一下。不想给别人看到的,我们使用protected/private把成员封装起来。开放一些共有的成员函数对成员合理的访问。所以封装本质是一种管理。
封装总结:
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,需要使用 :: 作用域解析符指明成员属于哪个类域。
用类 类型创建对象的过程,称为类的实例化
例如上面的类Person
//实例化 Person man;//创建了一个实例化对象,man
如何计算类对象的大小?学过C语言后我们知道如何计算结构体的大小,同样的类也是如此,需要遵循内存对齐规则。
但是与结构体不同的是,类不仅有成员变量还有成员函数,那么成员函数的大小怎么计算呢?
事实上,每个类的实例对象使用的成员函数都是相同的,所以C++将类的成员函数放在了公共的代码段,每个实例对象使用的是同一个成员函数。这样的话计算类的大小的时候就不需要考虑成员函数就只用考虑成员变量。
下面来计算三个类的大小
//包含成员变量和成员函数 class A1 { public: void f1() {} private: int _a; }; // 类中仅有成员函数 class A2 { public: void f2() {} }; // 类中什么都没有---空类 class A3 {}; int main() { cout << sizeof(A1) << endl; cout << sizeof(A2) << endl; cout << sizeof(A3) << endl; return 0; }
1很好理解,但是为什么没有成员变量的2和3占一个字节呢?
这是因为,空类也能实例化,所以有1字节,只是为了占位,不存储有效数据,表示对象存在。
复习一下结构体内存对齐规则
详细请看结构体内存对齐。
我们先来设置一个Date类
class Date { public: void Display() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } void SetDate(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; // 年 int _month; // 月 int _day; // 日 }; int main() { Date d1, d2; d1.SetDate(2018, 5, 1); d2.SetDate(2018, 7, 1); d1.Display(); d2.Display(); return 0; }
对于上述类,有这样的一个问题:
Date类中有SetDate与Display两个成员函数,函数体中没有关于不同对象的区分,那当s1调用SetDate函数时,该函数是如何知道应该设置s1对象,而不是设置s2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指针的特性
来看一段代码,1和2是否会发生错误?发生什么错误?
#include<iostream> using namespace std; class A { public: void show() { cout << "show" << endl; } void show_a() { cout << "_a=" << _a << endl; } private: int _a; }; int main() { A* p = nullptr; p->show(); // 1 p->show_a();// 2 return 0; }
1代码没有问题
2代码发生运行崩溃
这是因为虽然对象指针为空,但是对象函数没有存在对象里,所以1代码没有使用空指针,2代码使用this指针即this->_a,这样对空指针解引用发生了运行崩溃。
this指针存在哪里呢?
我们可以把它当做一个形参,那么他就是存在栈上。