【C++】— 类和对象（1）

🐳1.类的定义

1.1 类定义格式

class + 类名 + {}； class为定义类的关键字，定义结束时后面的;不能省略。 类主体中的内容称为类的成员:类中的变量称为成员属性或者成员变量；类中的函数称为类的方法或者成员函数。 定义在类中的成员函数默认为inline。

class Date //class定义类的关键字+类名
{
public:
	//成员函数
	void Init(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

private:
	//成员变量
	int _year;  //为了区分成员变量，一般习惯上会给成员变量加上特殊的标识符
	int _month; //如_或者m开头
	int _day;
};// ;不能省略

C++中struct也可以定义类，C++中兼容C中struct的用法，同时struct升级成类后struct中就可以定义函数。但是一般推荐用class定义类。

🐳2. 访问限定符

public：修饰的成员可以在类外直接被访问。例如成员函数。 private:修饰的成员在类外不能直接被访问。例如成员变量。 protected:修饰的成员在类外不能直接被访问。

class定义的成员没有访问限定符限制默认为private;struct定义的成员没有访问限定符限制默认为public

🐳3. 类域

类定义出了一个新的作用域，类中的所有成员都在类作用域中，在类外定义成员时，需要使用：：（作用域操作符）指明成员属于哪个类。

类域影响的是编译器的查找规则，下面程序中Init如果不指定类Stack,那么编译器就会把Init当作全局函数，编译时找不到arr成员的声明/定义在哪里，编译器就会报错。指定类域Stack,就知道Init时Stack的成员函数，当前域找不到arr等成员，就会去类域中查找。

#include<iostream>

using namespace std;

class Stack
{
public:
	//成员函数
	void Init(int n = 4);//函数声明   (int n = 4)为缺省参数，当声明和定义分离时，缺省值只能声明时给

private:
	//成员变量
	int* arr;
	int capacity;
	int top;
};
//函数声明和定义分离时，需要指定类域
void Stack::Init(int n)
{
	arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	if (arr == nullptr)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	capacity = n;
	top = 0;
}

int main()
{
	Stack st;
	st.Init();


	return 0;
}

🐳4. 实例化

4.1 实例化概念

实例化:用类类型在物理内存中创建对象的过程。 类是对对象一种抽象的描述（如同建造房子时的图纸，并没有真实的建造出房子，只是对房子的描述），限定了类中有哪些成员变量，这些成员变量只是声明，并没有分配空间，用类实例化出来的对象才会分配空间。

#include<iostream>
using namespace std;

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

private:
	//这里只是声明，并没有开空间
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	//Date实例化出对象d1,d2;
	Date d1;
	Date d2;
	
	d1.Init(2024,9,23);
	d1.Priint();

	d2.Init(2024, 10, 1);
	d2.Priint();

	return 0;
}

4.2 对象大小

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，那么成员函数呢❓

函数被编译后是一段指令，显然对象中是无法存储的，这些指令存储在一个单独的区域（代码段），要存储的话只能存储函数的指针，显然对象中存储函数指针是没有必要的，像上面代码中的d1和d2的成员函数Init 和Print指针是一样的，如果Date实例化出100个对象，那么函数指针就被重复存储100次，显然十分的浪费。

其实函数指针是不需要被存储的，函数指针是一个地址，调用时被编译成汇编指令【call地址】 ，编译器在编译链接时就会找到函数地址，不是在运行时找的，只有动态多态在运行时找。

📙 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对齐数的整数倍的位置处。 🍂**对齐数 = 编译器默认的对齐数 与 该成员大小的 较小值 ** 🍃结构体总大小：最大对齐数(所有成员变量最大者与默认对齐参数取较小)的整数倍。 🍃如果嵌套了结构体，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构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。

🐳5. this指针

this指针是C++中一个隐含的指针，编译器编译后，类的成员函数默认都会在形参的第一个位置增加一个当前类类型的this指针，比如Date类的Init的真实原型为,viod Init( Date* const this,int year,int month,int day ) 🐾 类的成员函数访问成员变量本质上都是通过 this指针访问的，如Init函数中给_year赋值，this->_year = year 🐾C++规定不能在函数声明和定义时显示写this,但可以在函数体内显示使用this指针。

class Date
{
public:
	// 原型viod Init(Date* const this,int year,int month,int day)
	void Init(int year,int month,int day)
	{
		_year = year;  // 相当于this->_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};