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C++ 类与对象的使用要点（超详细解析，小白必看系列）

news 来源：原创 2024/9/29 13:29:12

1.面向过程和面向对象初步认识

C语言是面向过程的语言，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

例如：洗衣服

C++是基于对象的，关注的是对象，将一件事拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成

对象：人，洗衣液，衣服，洗衣机

整个过程：人，衣服，洗衣机，洗衣粉四个对象交互完成，人是不需要关心洗衣机如何洗衣服的，是如何甩干的

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

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS//#include<stdio.h>
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;struct Stack
{void Init(size_t capacity){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType*) * capacity);if (nullptr == _array){perror("malloc失败");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(const DataType& data){//扩容_array[_size] = data;++ _size;}DataType Top(){return _array[_size - 1];}void Destroy(){if (_array){free(_array);_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}DataType* _array;size_t _capacity;size_t _size;
};int main()
{Stack s;s.Init(10);s.Push(1);s.Push(2);s.Push(3);s.Push(4);cout << s.Top() << endl;s.Destroy();
}

上面结构体的定义，在C++中喜欢用class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 。

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：

3.1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，编译器可能会将其当成内联函数处理。

class Person
{
public://公共信息void ShowInfo(){cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;}
private:char* _name;char* _sex;int _age;
};

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::

//#include"f.h"
class Person
{
public://公共信息void ShowInfo();
private:char* _name;char* _sex;int _age;
};

#include"f.h"
void Person::ShowInfo()
{cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;
}

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
class Sutdent
{
public:void Print() {cout << "zhang" << ' ' << "nan" << ' ' << 22 << endl;}private:};int main()
{Sutdent s;s.Print();return 0;
}
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 )

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
class Sutdent
{
public:void Print() {cout << "zhang" << ' ' << "nan" << ' ' << 22 << endl;}//private:int a = 20;int b = 20;void Add(){cout << a + b << endl;}
};int main()
{Sutdent s;s.Print();s.Add();return 0;
}
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)

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

4.2封装

面向对象的三大特性： 封装、继承、多态 。

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 。

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]="zhang";char _sex[10]="nan";int _age=20;
};void Person::PrintPersonInfo()
{cout << _name << " " << _sex << " " << _age << endl;
}
int main()
{Person s;s.PrintPersonInfo();return 0;
}

6.类的实例化

6.1概念

在面向对象的编程中，用已经定义好的类，创建该类对象的过程

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；比如：入学时填写的学生信息表，表格就可以看成是一个

类，来描述具体学生信息。

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

3.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。

class Person
{
public:void PrintPersonInfo();
public:const char* _name;const char* _sex;int _age;
};void Person::PrintPersonInfo()
{cout << _name << " " << _sex << " " << _age << endl;
}
int main()
{Person s;s._age = 20;s._sex = "男";s._name = "zhang";s.PrintPersonInfo();return 0;
}

7.类的对象模型

7.1如何计算类对象的大小

class Student
{
public:void Print(){cout << _a << endl;}
private:char _a;
};int main()
{cout << sizeof(Student) << 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。

7.2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。