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。12345678910111213141516171819202122classDate{public:voidInit(intyear,intmonth,intday){_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_yearint_month;int_day;};intmain(){Date d;d.Init(2024, 3, 31);return0;}主流的两种区分方法驼峰法类型和函数首字母大写开头如果是单词则首字母大写开头单词首字母大写如StackInit变量首字母小写单词首字母小写开头单词首字母大写如initCapacity第二种方法stack_initinit_capacity•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。12345678910111213structA{inta1;inta2;voidInit();};intmain(){structA aa1;//兼容了cA aa2;//升级成了类aa2.Init();//调用return0;}123456789101112#includeiostreamusingnamespacestd;// C升级struct升级成了类// 1、类⾥⾯可以定义函数// 2、struct名称就可以代表类型typedefstructListNodeC{//cpp中ListNodeC就可以代表类型不需要写成下面那样//struct ListNodeC* next;ListNodeC* next;intval;}LTNode;• 定义在类里⾯的成员函数默认为inline。12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849#includeiostreamusingnamespacestd;classStack{public:// 成员函数voidInit(intn 4){arr (int*)malloc(sizeof(int) * n);if(nullptr arr){perror(malloc申请空间失败);return;}capacity n;top 0;}voidPush(intx){// ...扩容arr[top] x;}intTop(){assert(top 0);returnarr[top - 1];}voidDestroy(){free(arr);arr nullptr;top capacity 0;}private:// 成员变量int* arr;size_tcapacity;size_ttop;};// 分号不能省略intmain(){Stack st;st.Init();st.Push(1);st.Push(2);cout st.Top() endl;st.Destroy();return0;}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目前认为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arr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arr等成员就会到类域中去查找。12345678910111213141516171819202122232425262728293031//.hclassStack{public:// 成员函数voidInit(intn 4);private:// 成员变量int* arr;size_tcapacity;size_ttop;};// 声明和定义分离需要指定类域//.cppvoidStack::Init(intn){arr (int*)malloc(sizeof(int) * n);if(nullptr arr){perror(malloc申请空间失败);return;}capacity n;top 0;}intmain(){Stack st;st.Init();return0;}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。一张图纸可以建造多个房子一个类可以有多个实例化对象1234567891011121314151617181920212223242526272829303132#includeiostreamusingnamespacestd;classDate{public:voidInit(intyear,intmonth,intday){_year year;_month month;_day day;}voidPrint(){cout _year / _month / _day endl;}private:// 这⾥只是声明没有开空间int_year;int_month;int_day;};intmain(){// Date类实例化出对象d1和d2(整体定义)Date d1;Date d2;d1.Init(2024, 3, 31);d1.Print();d2.Init(2024, 7, 5);d2.Print();return0;}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空间。当⽤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。这⾥需要再额外多说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)所以不用存指针也就是函数地址编译器可以找到。上⾯我们分析了对象中只存储成员变量C规定类实例化的对象也要符合内存对⻬的规则。内存对⻬规则• 第⼀个成员在与结构体偏移量为0的地址处。• 其他成员变量要对⻬到某个数字对⻬数的整数倍的地址处。注意对⻬数编译器默认的⼀个对⻬数与该成员⼤⼩的较⼩值。VS中默认的对⻬数为8•结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数所有成员变量的对齐数中的最大值的整数倍。• 如果嵌套了结构体的情况嵌套的结构体对⻬到⾃⼰的最⼤对⻬数的整数倍处结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数含嵌套结构体的对⻬数的整数倍。1234567891011121314151617181920212223242526272829303132// 计算⼀下A/B/C实例化的对象是多⼤classA{public:voidPrint(){cout _ch endl;}private:char_ch;int_i;};classB{public:voidPrint(){//...}};classC{};intmain(){A a;B b;C c;cout sizeof(a) endl;//8cout sizeof(b) endl;cout sizeof(c) endl;return0;}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