[C++]类与对象（上）

💕1.C++中结构体的优化

💕2.类的定义

💕3.类与结构体的不同点

💕4.访问限定符(public,private,protected)

💕5.类域

💕6.类的实例化

💕7.类的字节大小

💕8.类的字节大小特例

💕9.this指针

（最新更新时间——2025.1.14，更新内容目录9）

因为困难多壮志，不教红尘惑坚心

今身暂且栖草头，他日狂歌踏山河

💕1.C++中结构体的优化

在C++中，结构体的使用得到了优化，具体优化了什么呢？请看以下代码->:
struct student
{
	int age;
	double num;
};

int main()
{
	struct student s1;//C语言中书写，C++也兼容
	student s1;//C++中优化
	return 0;
}
我们在C语言中书写时，需要把struct把写上，而在C++中得到了优化，不需要写struct，直接写结构体的名称也可以使用

同时我们也可以在struct中定义函数
struct student
{
	int age;
	double num;
	int add(int a, int b)
	{
		return a + b;
	}
};

int main()
{
	student s1;//C++中优化
	cout<<s1.add(10, 20);//输出30
	return 0;
}

💕2.类的定义

我们回到正题，什么是类？

类其实就是结构体的优化，我们将struct 更改为 class，就属于变为了类

先看一段代码，在这串代码中，class 是类的关键字，student 是类的名字

{ }为类的主体，类中的变量称为类的属性或成员变量,
class student
{    
    //类的⽅法或者成员函数
	int add(int a, int b)
	{
		return a + b;
	}

    //类的属性或者成员变量
	int age;
	double num;
};

int main()
{
	student s1;//创建类变量s1
}
就此看来，类与结构体还没有不同点,那么不同点在哪呢?

💕3.类与结构体的不同点

类中的成员函数是与成员变量密切相关的，即同一类中，成员函数可以给成员变量赋值，并且成员变量也可以作为成员函数的参数，我们举个例子->:

如图所示，即使我们不进行传参，成员函数内也可以找到类中对应的成员变量，而结构体却不可以

因此->:在类中创建的成员变量，在类中是直接可以用的

💕4.访问限定符(public,private,protected)

在C++中，类的定义中新建了三种权限关系，分别是public,private,与protected

这些的意义是什么呢？

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⼾使⽤

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，接下来是代码举例->:

我们可以发现，我们在类中的成员函数设置为private，只可以在类的内部使用，那么在类的外部就不能使用这些成员函数，这就是private的作用

那如果把它换成public呢？

效果如下->:更换成public后，权限被更改为公有的，在类外面也可以进行使用

如果我们访问限定符什么都不写的话，系统会默认全部设为private

💕5.类域

讲类域之前，我们先讲一个简单的例子
class student
{
	int age;
	int year;
};
int main()
{
	
}
这是的类叫做类的声明还是定义？

答案是声明，类的定义是会开创出空间的，而此时的类没有任何的变量并不会开创空间，所以此时叫做类的定义，那既然是类的定义，那可不可以写在 .h 文件中，答案是可以的，接下来请看代码->:

.h文件>:
#pragma once
#include<iostream>
#include"abc.h"
using namespace std;

class Date{
public:
	void Init(int year, int month, int day);
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
我们可以在.h中实现类的声明，那类中成员函数的实现怎么办，我们以往的经验是写在函数功能实现的.c文件中，在C++中也是一样的，只不过有一点不同

函数实现文件.c->:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include"achie.h"

void Date:: Init(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}
在这些代码中，我们看到了类中成员函数的实现，有许多人都会注意到了 Date:: ,这是什么意思？这是因为类域的存在，我们知道函数的实现依靠的是函数的地址，而编译器寻找的方式是全局域，局部域，命名作用域与类域，我们的Init写在了类域中，编译器在全局域与局部域都找不到，而命名作用域与类域都是需要特殊指定的域，所以如果不声明编译器就找不到这个函数在哪，我们可以试一下不指定后的样子:

以下分别是.h与函数实现的.c文件中的图片，可以看到.h中说明找不到函数的定义，因为在函数实现.c文件中，并没有找到Init函数的地址

💕6.类的实例化

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。

一个类可以实例出多个对象的代码演示->:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include<iostream>
using namespace std;

class Date {
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
			_year = year;
			_month = month;
			_day = day;
	}
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date a1;
	Date a2;
	Date a3;
}
这里就是类与对象的关系，一个类可以有多个对象，如果有拿这段代码去运行而报错的同志，那就是因为对象创建出来后没有手动初始化，注意是手动（后面讲）

💕7.类的字节大小

类的字节大小是怎么计算的，其实与我们在C语言中学的结构体极其类似，具体在哪不同，我们接着看->:

我们可以看到是12个字节，为什么？

其实这里与我们在C语言中学习的结构体内存存储方式基本相同，如果不懂的具体请看这篇文章，我们这里只讲不同点->:

C语言结构体详解（超全）简单易懂（代码+万字文字+画图讲解）

不同点在于->:当我们计算类的字节大小时，我们会思考，类中的函数存储在哪?

⾸先函数被编译后是⼀段指令，对象中没办法存储，因此这些指令存储在⼀个单独的区域(代码段)

也就是说明类中的成员函数存储在公共代码区，这也意味着每个对象所使用的函数是共同的，并不会因为每有一个类就创建一个它自己的函数，它与其他对象所使用的函数是共同的

我们知道，函数的使用是相当频繁地，如果一个对象使用100次函数，那么创建出来的空间是非常大的，因此函数的地址会存放在公共代码区，避免空间重复，浪费空间

注意->:对象中的每个成员变量是独立的成员变量

💕8.类的字节大小特例

为什么输出的字节是1呢？

类中的成员变量为空，不应该输出0吗?

其实这个1字节是为了识别出类而开辟的，所以是1

那这样呢?

这样输出的1跟之前所输出1的原因是相同的，都是为了识别出类的存在

💕9.this指针

在类中的每一个成员函数中，其实都有一个隐藏的 this 指针，什么是隐藏的 this 指针?

当我们调用类中的成员函数时，会将这个对象的地址传输过去，什么意思?请看代码->:

在我们调用函数时，就会将对象的地址传输过去，并在成员函数的形参处用Date* const this来接受，为什么会报错？这是因为->:

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使⽤this指针,什么意思?请看下图->:

这里的this可以写也可以不写，主要是为了演示一遍，这里的this指的就是对象a1的地址

小题思考->:

我们思考一下，下面这串代码的运行结果是什么->:
#include<iostream>
using namespace std;
//A.编译报错 B.运行崩溃 C.正常运行
class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "A::Print()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Print();
	return 0;
}
其实是正常运行，在这里传递的是p，也就是一级指针，传空指针是没有问题的，空指针只有在解引用时候才会报错，而这里并没有进行解引用，也就是说会正常运行

再来看一道
#include<iostream>
using namespace std;
//A.编译报错 B.运行崩溃 C.正常运行
class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "A::Print()" << endl;
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Print();
	return 0;
}
这道题就不会正常运行了，而是运行崩溃，因为从语法上看，this->a 等价于 (*this).a。这里的 *this 就是对 this 指针的解引用，它获取了 this 所指向的对象本身，然后通过 . 操作符访问该对象的成员变量 a

空指针被解引用了，所以运行崩溃了

最后一道思考->:
3. this指针存在内存哪个区域的 ()
A. 栈 B.堆 C.静态区 D.常量区 E.对象⾥⾯
这里的答案是栈区，因为this指针是形参，而形参是存储在栈区的