目录1.类的定义1.1类定义格式1.2 访问限定符1.3 类域2.实例化2.1 实例化概念2.2 对象大小3.this指针1.类的定义1.1类定义格式• class为定义类的关键字Stack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。• 为了区分成员变量⼀般习惯上成员变量会加⼀个特殊标识如成员变量前面或者后面加_或者m 开头注意C中这个并不是强制的只是⼀些惯例具体看公司的要求。• C中struct也可以定义类C兼容C中struct的用法同时struct升级成了类明显的变化是 struct中可以定义函数⼀般情况下我们还是推荐用class定义类。• 定义在类面的成员函数默认为inline。#includeiostream using namespace std; class Stack { public: // 成员函数 void Init(int n 4) { array (int*)malloc(sizeof(int) * n); if (nullptr array) { perror(malloc申请空间失败); return; } capacity n; top 0; } void Push(int x) { // ...扩容 array[top] x; } int Top() { assert(top 0); return array[top - 1]; } void Destroy() { free(array); array nullptr; top capacity 0; } private: // 成员变量 int* array; size_t capacity; size_t top; }; // 分号不能省略 int main() { Stack st; st.Init(); st.Push(1); st.Push(2); cout st.Top() endl; st.Destroy(); return 0; }#include iostream using namespace std; class Date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year year; _month month; _day day; } private: // 为了区分成员变量一般习惯上成员变量 // 会加一个特殊标识如_ 或者 m开头 int _year; // year_ m_year int _month; int _day; }; int main() { Date d; d.Init(2024, 3, 31); return 0; }1.2 访问限定符• C⼀种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。• public修饰的成员在类外可以直接被访问protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问protected和private是⼀样的以后继承章节才能体现出他们的区别。• 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如果后面没有访问限定符作用域就到}即类结束。• class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为privatestruct默认为public。• ⼀般成员变量都会被限制为private/protected需要给别⼈使用的成员函数会放为public。1.3 类域• 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。• 类域影响的是编译的查找规则下⾯程序中Init如果不指定类域Stack那么编译器就把Init当成全 局函数那么编译时找不到array等成员的声明/定义在哪里就会报错。指定类域Stack就是知 道Init是成员函数当前域找不到的array等成员就会到类域中去查找。#includeiostream using namespace std; class Stack { public: // 成员函数 void Init(int n 4); private: // 成员变量 int* array; size_t capacity; size_t top; }; // 声明和定义分离需要指定类域 void Stack::Init(int n) { array (int*)malloc(sizeof(int) * n); if (nullptr array) { perror(malloc申请空间失败); return; } capacity n; top 0; } int main() { Stack st; st.Init(); return 0; }2.实例化2.1 实例化概念• 用类类型在物理内存中创建对象的过程称为类实例化出对象。• 类是对象进行⼀种抽象描述是⼀个模型⼀样的东西限定了类有哪些成员变量这些成员变量只是声明没有分配空间用类实例化出对象时才会分配空间。• 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。打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设计图规划了有多 少个房间房间大小功能等但是并没有实体的建筑存在也不能住人用设计图修建出房子房子才能住人。同样类就像设计图⼀样不能存储数据实例化出的对象分配物理内存存储数据。#includeiostream using namespace std; class Date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year year; _month month; _day day; } void Print() { cout _year / _month / _day endl; } private: // 这里只是声明没有开空间 int _year; int _month; int _day; }; int main() { // Date类实例化出对象d1和d2 Date d1; Date d2; d1.Init(2024, 3, 31); d1.Print(); d2.Init(2024, 7, 5); d2.Print(); return 0; }2.2 对象大小分析⼀下类对象中哪些成员呢类实例化出的每个对象都有独立的数据空间所以对象中肯定包含成员变量那么成员函数是否包含呢首先函数被编译后是⼀段指令对象中没办法存储这些指令存储在⼀个单独的区域(代码段)那么对象中非要存储的话只能是成员函数的指针。再分析⼀下对象中是否有存储指针的必要呢Date实例化d1和d2两个对象d1和d2都有各自独立的成员变量 _year/_month/_day存储各自的数据但是d1和d2的成员函数Init/Print指针却是⼀样的存储在对象中就浪费了。如果用Date实例化100个对象那么成员函数指针就重复存储100次太浪费了。这里需要再额外哆嗦⼀下其实函数指针是不需要存储的函数指针是⼀个地址调用函数被编译成汇编指令[call 地址]其实编译器在编译链接时就要找到函数的地址不是在运行时找只有动态多态是在运行时找就需要存储函数地址这个我们以后会讲解。内存对齐规则• 第⼀个成员在与结构体偏移量为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。• 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 • 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。• 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。#includeiostream 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; } //上⾯的程序运⾏后我们看到没有成员变量的B和C类对象的⼤⼩是1为什么没有成员变量还要给1个 //字节呢因为如果⼀个字节都不给怎么表⽰对象存在过呢所以这⾥给1字节纯粹是为了占位标识 //对象存在。3.this指针• 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和 Print函数时该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢那么这里就要看到C给了⼀个隐含的this指针解决这里的问题。• 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的真实原型为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。#includeiostream using namespace std; class Date { public: // void Init(Date* const this, int year, int month, int day) void Init(int year, int month, int day) { // 编译报错: error C2106: “”: 左操作数必须为左值 // this nullptr; // this-_year year; _year year; this-_month month; this-_day day; } void Print() { cout _year / _month / _day endl; } private: // 这里只是声明没有开空间 int _year; int _month; int _day; }; int main() { // Date类实例化出对象d1和d2 Date d1; Date d2; // d1.Init(d1, 2024, 3, 31); d1.Init(2024, 3, 31); d1.Print(); d2.Init(2024, 7, 5); d2.Print(); return 0; }