【c++】类和对象详解
爆打维c 2024-10-04 10:05:01 阅读 63
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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:
<code>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
<code>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:
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。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。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!
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