【c++】类和对象详解

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一.类的定义

（1）类定义格式

class为类定义的关键字，定义一个类格式如下:

class 类名{

      //代码块(类的主体)

}；  //注意分号不能省略

需要注意的是：

1.类体中的内容称为类的成员，类中的变量称为类的成员变量，类中的函数为类的成员函数 

2.为了区分成员变量，我们常在成员变量前加一个 _ ，以此来区分，例如我们创造一个日期类Date，其中有年月日三个成员，那么我们可以这样定义:

class Date{
	
public:
	//成员函数代码块...
private:

	int _year;

	int _month;

	int _day;

};

3.C++中也可以用struct定义类，C++兼容C，明显的变化是struct里面也能定义函数，不过我们这里还是推荐用class定义类

4.定义在类里的成员函数默认为内联函数inline

（2）访问限定符

1.通过访问限定符实现封装

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。

2.public protected private的区别

其实就字面意思上来看，已经体现出它们的特点了：

• public公有的，protected保护的，private私有的

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

• class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为private，struct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。

(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（让程序能找到类中的声明的函数或成员变量）

二.实例化对象

就像我们想要一个整型变量a，那么int a=...，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。

类实例化出的每个对象，都有独立的数据空间，那么它们的大小是多少呢？

它们的存储符合以下规则，成员函数是不存储到每个具体对象里的，它们被放在公共代码区

C++规定类实例化的对象要符合内存对齐的规则。

不懂内存对齐规则的小伙伴可以看看我的这篇文章【C语言】结构体内存对齐_c struct 内存对齐-CSDN博客

三.this指针

1. 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Add的真实原型为， void Add(Date* const this, const Date& d2);

2. 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;

3 .注意: 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。

4. this指针存在内存的栈区

四.类的默认成员函数

（1）类的默认成员函数有6个，我们不写的情况下编译器会默认生成6个成员函数（但不一定能实现我们需要的功能）所以为了实现具体的功能，我们需要根据要求写出部分成员函数。

下面我们来介绍前四种比较重要的成员函数（后两个取地址基本不需要我们自己实现，编译器生成的已经够用）：

重点来了！！！！

1.构造函数

构造函数是特殊的成员函数，构造函数虽然叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象(我们常使用的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，而是对象实例化时初始化对象。构造函数的本质是要替代我们以前Stack和Date类中写的Init函数的功能，构造函数自动调用的特点就完美的替代的了Init。

🔶构造函数的特点：

• 函数名与类名相同
• ⽆返回值 (返回值啥都不需要给，也不需要写void，C++规定)
• 对象实例化时系统会自动动调用对应的构造函数。
• 构造函数可以重载。
• 如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会⾃动生成⼀个⽆参的默认构造函数，⼀旦显式定义编译器将不再⽣成。
• 无参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认生成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。⽆参构造函数和全缺省构造函数虽然构成函数重载，但是调用时会存在歧义。要注意⽆参构造函数、全缺省构造函数也是默认构造，总结⼀下就是不传实参就可以调用的构造就叫默认构造。

大家可以看看下面这个Date类的定义，就明白不同构造函数的特点了

class Date {
  public:
// 1.⽆参构造函数
    Date() {
        _year = 1;
        _month = 1;
        _day = 1;
    }
// 2.带参构造函数
    Date(int year, int month, int day) {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
// 3.全缺省构造函数
    /*Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    }*/

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

2.析构函数

析构函数与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本⾝的销毁，⽐如局部对象是存在栈帧的，函数结束栈帧销毁，他就释放了，不需要我们管，C++规定对象在销毁时会⾃动调⽤析构函数，完成对象中资源的清理释放工作。

🔶析构函数的特点：

• 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
• ⽆参数⽆返回值。 (这⾥跟构造类似，也不需要加void)
• ⼀个类只能有⼀个析构函数。若未显式定义，系统会⾃动⽣成默认的析构函数。
• 对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数。
• 跟构造函数类似，我们不写编译器⾃动⽣成的析构函数对内置类型成员不做处理，⾃定类型成员会调⽤他的析构函数。
• ⾃定义类型成员⽆论什么情况都会⾃动调⽤析构函数，跟我们自己写不写无关。
• ⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

像我们上面写的Date类没有资源需要释放，那么就不需要写析构函数。

3.拷贝构造

构造函数的第⼀个参数是⾃⾝类类型的引⽤，且任何额外的参数都有默认值，那么此构造函数也叫做拷⻉构造函数，拷⻉构造是⼀个特殊的构造函数。

• 🔶拷⻉构造的特点：
• 拷⻉构造函数是构造函数的⼀个重载。
• 拷⻉构造函数的参数只有⼀个且必须是类类型对象的引用，使⽤传值⽅式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发⽆穷递归调⽤。
• C++规定⾃定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这⾥⾃定义类型传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成。
• 若未显式定义拷贝构造，编译器会自动生成拷贝构造函数。⾃动⽣成的拷⻉构造对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造。
• 传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名(引用)，没有产生拷贝。但是如果返回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使⽤引⽤返回是有问题的，这时的引⽤相当于⼀个野引⽤，类似⼀个野指针⼀样。传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能⽤引⽤返回。

下面实现的是对Date类的拷贝构造函数

Date::Date(const Date& d) {
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}

对深拷贝浅拷贝不懂的同学可以去看我的这篇文章

深拷贝与浅拷贝-CSDN博客

4.赋值重载

赋值重载很容易跟拷贝构造弄混淆，大家一定要注意区分！

二者的区别在于，拷贝构造是给一个未初始化的对象初始化，拷⻉构造⽤于⼀个对象拷⻉初始化给另⼀个要创建的对象。而赋值重载是这两个对象均存在且已经初始化，把其中一个的值赋给另外一个！

🔶赋值运算符重载的特点：

1. 赋值运算符重载是⼀个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成const当前类类型引⽤，否则会传值传参会有拷⻉
2. 有返回值，且建议写成当前类类型引⽤，引⽤返回可以提⾼效率，有返回值⽬的是为了⽀持连续赋值场景。
3. 没有显式实现时，编译器会⾃动⽣成⼀个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载⾏为跟默认构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造。
4. 像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显⽰实现赋值运算符重载。当编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求时，需要我们自己实现深拷贝(对指向的资源也进行拷贝)。小技巧：如果⼀个类显⽰实现了析构并释放资源，那么他就需要显⽰写赋值运算符重载，否则就不需要。

下面给出Date类的赋值重载代码

/ 赋值运算符重载
// d2 = d3    d2.operator=(&d3)
Date& Date::operator=(const Date& d){
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
	return *this;  //返回d2
}

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本文仅简单介绍了有关类和对象的一些基本概念和相关代码实现，以上个人拙见，若有错误之处，希望各位能提出宝贵的建议和更正，感谢您的观看！