1.類的定義

1.1 類定義格式

• class為定義類的關(guān)鍵字，Stack為類的名字，{}中為類的主體，注意類定義結(jié)束時(shí)后?分號(hào)不能省略。類體中內(nèi)容稱為類的成員：類中的變量稱為類的屬性或成員變量；類中的函數(shù)稱為類的?法或者成員函數(shù)。

• 為了區(qū)分成員變量，?般習(xí)慣上成員變量會(huì)加?個(gè)特殊標(biāo)識(shí)，如成員變量前?或者后?加_或者m 開頭，注意C++中這個(gè)并不是強(qiáng)制的，只是?些慣例，具體看公司的要求。

class Date 
{ 
public:
	void Init(int year, int month, int day) 
    {
        _year = year; 
        _month = month;
        _day = day; 
    }
private: 
    // 為了區(qū)分成員變量，?般習(xí)慣上成員變量
    // 會(huì)加?個(gè)特殊標(biāo)識(shí)，如_ 或者 m開頭  
    int _year; // year_   m_year
    int _month;
    int _day; 
};
int main() 
{
    Date d; 
    d.Init(2024, 3, 31); 
    return 0;
}

主流的兩種區(qū)分方法

駝峰法：

類型和函數(shù)首字母大寫開頭（如果是單詞，則首字母大寫開頭+單詞首字母大寫，如StackInit）

變量首字母小寫（單詞首字母小寫開頭+單詞首字母大寫，如initCapacity）

第二種方法

stack_init

init_capacity

• C++中struct也可以定義類，C++兼容C中struct的?法，同時(shí)struct升級(jí)成了類，明顯的變化是 struct中可以定義函數(shù)，?般情況下我們還是推薦?class定義類。

struct A
{
	int a1;
	int a2;
	void Init();
};
int main()
{
    struct A aa1;//兼容了c
	A aa2;//升級(jí)成了類
    aa2.Init();//調(diào)用
	return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std; 
// C++升級(jí)struct升級(jí)成了類 
// 1、類??可以定義函數(shù)  
// 2、struct名稱就可以代表類型 
typedef struct ListNodeC 
{ 
    //cpp中ListNodeC就可以代表類型，不需要寫成下面那樣
    //struct ListNodeC* next; 
    ListNodeC* next;
    int val; 
}LTNode; 

• 定義在類里?的成員函數(shù)默認(rèn)為inline。

#include<iostream> 
using namespace std;
class Stack 
{ 
public: 
    // 成員函數(shù)  
    void Init(int n = 4) 
    { 
        arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n); 
        if (nullptr == arr) 
        { 
            perror("malloc申請(qǐng)空間失敗"); 
            return; 
        } 
        capacity = n; 
        top = 0; 
    } 
    void Push(int x) 
    {
        // ...擴(kuò)容  
        arr[top++] = x;
    } 
    int Top() 
    { 
        assert(top > 0); 
        return arr[top - 1]; 
    } 
    void Destroy() 
    {
        free(arr);
        arr = nullptr; 
        top = capacity = 0; 
    }
private: 
    // 成員變量  
    int* arr; 
    size_t capacity;
    size_t top; 
}; // 分號(hào)不能省略  
int main() 
{ 
    Stack st; 
    st.Init();
    st.Push(1); 
    st.Push(2);
    cout << st.Top() << endl;
    st.Destroy();
    return 0; 
}

1.2 訪問限定符

• C++?種實(shí)現(xiàn)封裝的?式，?類將對(duì)象的屬性與?法結(jié)合在?塊，讓對(duì)象更加完善，通過訪問權(quán)限選擇性的將其接?提供給外部的??使?。

• public修飾的成員在類外可以直接被訪問；protected和private修飾的成員在類外不能直接被訪問，protected和private目前認(rèn)為是一樣的，以后繼承章節(jié)才能體現(xiàn)出他們的區(qū)別。

• 訪問權(quán)限作?域從該訪問限定符出現(xiàn)的位置開始直到下?個(gè)訪問限定符出現(xiàn)時(shí)為?，如果后?沒有訪問限定符，作?域就到}即類結(jié)束。

• class定義成員沒有被訪問限定符修飾時(shí)默認(rèn)為private，struct默認(rèn)為public。

• ?般成員變量都會(huì)被限制為private/protected，需要給別?使?的成員函數(shù)會(huì)放為public。

1.3 類域

• 類定義了?個(gè)新的作?域，類的所有成員都在類的作?域中，在類體外定義成員時(shí)，需要使?::作?域操作符指明成員屬于哪個(gè)類域。

• 類域影響的是編譯的查找規(guī)則，下?程序中Init如果不指定類域Stack，那么編譯器就把Init當(dāng)成全局函數(shù)，那么編譯時(shí)找不到arr等成員的聲明/定義在哪?，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。指定類域Stack，就是知道Init是成員函數(shù)，當(dāng)前域找不到的arr等成員，就會(huì)到類域中去查找。

//.h
class Stack 
{ 
public:
 // 成員函數(shù)  
    void Init(int n = 4); 
    private:
    // 成員變量  
    int* arr; 
    size_t capacity; 
    size_t top; 
}; 
// 聲明和定義分離，需要指定類域  
//.cpp
void Stack::Init(int n)
{ 
    arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n); 
    if (nullptr == arr) 
    {
        perror("malloc申請(qǐng)空間失敗");
        return;
    }
    capacity = n;
    top = 0; 
} 
int main() 
{ 
    Stack st; 
    st.Init();
    return 0;
}

2. 實(shí)例化

2.1 實(shí)例化概念

• ?類類型在物理內(nèi)存中創(chuàng)建對(duì)象的過程，稱為類實(shí)例化出對(duì)象。

• 類是對(duì)象進(jìn)??種抽象描述，是?個(gè)模型?樣的東西，限定了類有哪些成員變量，這些成員變量只是聲明，沒有分配空間，?類實(shí)例化出對(duì)象時(shí)，才會(huì)分配空間。

• ?個(gè)類可以實(shí)例化出多個(gè)對(duì)象，實(shí)例化出的對(duì)象占?實(shí)際的物理空間，存儲(chǔ)類成員變量。

打個(gè)??：類實(shí)例化出對(duì)象就像現(xiàn)實(shí)中使?建筑設(shè)計(jì)圖建造出房?，類就像是設(shè)計(jì)圖，設(shè)計(jì)圖規(guī)劃了有多少個(gè)房間，房間??功能等，但是并沒有實(shí)體的建筑存在，也不能住?，?設(shè)計(jì)圖修建出房?，房?才能住?。同樣類就像設(shè)計(jì)圖?樣，不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)例化出的對(duì)象分配物理內(nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

一張圖紙可以建造多個(gè)房子，一個(gè)類可以有多個(gè)實(shí)例化對(duì)象

#include<iostream> 
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: 
    // 這?只是聲明，沒有開空間 
    int _year; 
    int _month; 
    int _day; 
}; 
int main() 
{
    // Date類實(shí)例化出對(duì)象d1和d2(整體定義)  
    Date d1; 
    Date d2; 
    d1.Init(2024, 3, 31);
    d1.Print(); 
    d2.Init(2024, 7, 5);
    d2.Print(); 
    return 0; 
} 

2.2 對(duì)象??

分析?下類對(duì)象中哪些成員呢？類實(shí)例化出的每個(gè)對(duì)象，都有獨(dú)?的數(shù)據(jù)空間，所以對(duì)象中肯定包含成員變量，那么成員函數(shù)是否包含呢？

?先函數(shù)被編譯后是?段指令，對(duì)象中沒辦法存儲(chǔ)，這些指令存儲(chǔ)在?個(gè)單獨(dú)的區(qū)域(代碼段)，那么對(duì)象中?要存儲(chǔ)的話，只能是成員函數(shù)的指針。再分析?下，對(duì)象中是否有存儲(chǔ)指針的必要呢?

Date實(shí)例化d1和d2兩個(gè)對(duì)象，d1和d2都有各?獨(dú)?的成員變量 _year/_month/_day存儲(chǔ)各?的數(shù)據(jù)，但是d1和d2的成員函數(shù)Init/Print指針卻是?樣的，存儲(chǔ)在對(duì)象中就浪費(fèi)空間。當(dāng)?Date實(shí)例化100個(gè)對(duì)象，那么成員函數(shù)指針就重復(fù)存儲(chǔ)100次，太浪費(fèi)了。

這?需要再額外多說?下，其實(shí)函數(shù)指針是不需要存儲(chǔ)的，函數(shù)指針是?個(gè)地址，調(diào)?函數(shù)被編譯成匯編指令[call地址]，其實(shí)編譯器在編譯鏈接時(shí)，就要找到函數(shù)的地址，不是在運(yùn)?時(shí)找(只有動(dòng)態(tài)多態(tài)是在運(yùn)?時(shí)找，就需要存儲(chǔ)函數(shù)地址，這個(gè)我們以后會(huì)講解)，所以不用存指針（也就是函數(shù)地址），編譯器可以找到。

上?我們分析了對(duì)象中只存儲(chǔ)成員變量，C++規(guī)定類實(shí)例化的對(duì)象也要符合內(nèi)存對(duì)?的規(guī)則。

內(nèi)存對(duì)?規(guī)則

• 第?個(gè)成員在與結(jié)構(gòu)體偏移量為0的地址處。

• 其他成員變量要對(duì)?到某個(gè)數(shù)字（對(duì)?數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。

注意：對(duì)?數(shù)=編譯器默認(rèn)的?個(gè)對(duì)?數(shù)與該成員??的較?值。

VS中默認(rèn)的對(duì)?數(shù)為8

• 結(jié)構(gòu)體總??為：最?對(duì)?數(shù)（所有成員變量的對(duì)齊數(shù)中的最大值）的整數(shù)倍。

• 如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對(duì)?到??的最?對(duì)?數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體??就是所有最?對(duì)?數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對(duì)?數(shù)）的整數(shù)倍。

// 計(jì)算?下A/B/C實(shí)例化的對(duì)象是多?？ 
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;//8
    cout << sizeof(b) << endl; 
    cout << sizeof(c) << endl; 
    return 0;
}

上?的程序運(yùn)?后，我們看到?jīng)]有成員變量的B和C類對(duì)象的??是1，為什么沒有成員變量還要給1個(gè)字節(jié)呢？因?yàn)槿绻?個(gè)字節(jié)都不給，怎么表?對(duì)象存在過呢！所以這?給1字節(jié)，純粹是為了占位標(biāo)識(shí)對(duì)象存在。

到此這篇關(guān)于C++ 類的定義和實(shí)例化的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++類的定義和實(shí)例化內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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