C++学习————第四天（类、this指针）

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C++学习————第四天（类、this指针）

1.面向过程和面向对象初步认识

C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。

C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完 成。

2.类的引入

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#include <iostream>
using namespace std;

// C++ 兼容 C中 struct 的用法
// 一个类 实例化 N 个对象

// C++ 升级struct 升级为类
// 1、类里面可以定义函数
// 2、struct 名称就可以代表类型
struct Stack {
	// 成员函数
	void Init(int n = 4)
	{
		array = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
		if (nullptr == array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		capacity = n;
		top = 0;
	}

    //成员变量
	int* array;
	size_t capacity;
	size_t top;
};

//上面结构体的定义，在C++中更喜欢用class来代替


int main()
{
	struct Stack st1;
	st1.Init(100);

	Stack st2;
	st2.Init();

	return 0;
}

---

3.类的定义

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class className
{
// 类体：由成员函数和成员变量组成
};  // 一定要注意后面的分号

// 默认为私有 无法从外部访问

class为定义类的关键字，ClassName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。

类的两种定义方式：

1. 声明和定义全部放在类体中，需注意：成员函数如果在类中定义，编译器可能会将其当成内 联函数处理

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class Circle
{
public:
	//属性
	//半径
	int m_r;
	//行为
	//获取圆的周长
	double calculateZC()
	{
		return 2 * PI * m_r;
	}

private: int M_r;
};

2. 类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，注意：成员函数名前需要加类名 ::

类域

一般情况下 都会在变量一般都是加个前缀或者后缀标识区分就行

比如：

---

4.类的访问限定符及封装

4.1 访问限定符

public 访问：在程序的任意位置都可以访问。 protected 访问：在访问限定符的定义中，protected和private差不多，都可以理解为私有的，只能在类里面进行访问，不能进行修改。 private 访问：只能被成员函数和类的友元访问，其数据声明为private。

protected 和 private 区别 ：

前者 儿子可以访问父亲的私有内容

后者 儿子不可访问父亲的私有内容

【访问限定符说明】 1. public修饰的成员在类外可以直接被访问 2. protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的) 3. 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 4. 如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。 5. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C) 注意：访问限定符只在编译时有用，当数据映射到内存后，没有任何访问限定符上的区别

C++ 中 class 和 struct 区别

解答：C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class定义类是一样的，区别是struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类 默认访问权限是private。注意：在继承和模板参数列表位置，struct和class也有区别

4.2 封装

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。 在类和对象阶段，主要是研究类的封装特性，那什么是封装呢？ 封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来 和对象进行交互。

在C++语言中实现封装，可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合，通过访问权限来隐藏对象内部实现细节，控制哪些方法可以在类外部直接被使用

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#include <iostream>

using namespace std;

class student
{
public:
	//属性
	string m_name;
	int m_Id;

	//行为
	void showStudent()
	{
		cout << "姓名：" << m_name << " 学号： " << m_Id << endl;
	}
	//给姓名赋值
	void setName(string name)
	{
		m_name = name;
	}

	void setId(int Id)
	{
		m_Id = Id;
	}
};

int main()
{
	//创建一个学生
	student s1;

	//s1.m_name = "张三";
	//s1.m_Id = 12;

	s1.setName("张三");
	s1.setId(12);
	s1.showStudent();
	return 0;
}

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5.类的作用域

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。

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class P
{
public: void ADD();
private: 
	int _a;
	char _name[20];
};

void P::ADD()
{
	cout << _a << _name << endl;
}

---

6.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

比如

上面 域中的成员变量属于声明 对于变量而言 开空间属于它的定义

如

这个就是 对象的实例化

---

7.类的对象大小的计算

先来个 简单的题目 请问在64位编译器下用sizeof(struct A)计算出的大小是多少？

首先明确，64位下指针大小为8个字节，这是关键，a1占4字节，a2两字节，由于a3占4字节， a2需要补齐2个字节，对于a1,a2,a3一共开辟了12个字节，由于a4占8个字节，所以a4之后要 补齐4个字节才能是8的整数倍，最后总和为24字节，刚好也是8的倍数，所以最终结构体大小为 24字节

注意 ： 有类型可以算，有对象也可以算。

计算时 要考虑 默认对齐。 内存对齐规则

x86 环境下为12

x64 环境下为16

只算成员变量的大小 不算成员函数

7.1 类对象的存储方式

可以发现 这st1 st2 访问的成员函数是同一个 因此我们可以得出一个结论 Stack 实例化的对象 调用成员函数的地址都一样。对象占用的大小 只考虑成员变量 也不考虑其私有还是公有

注意 ： 空类大小是 1 这一个字节不存储有效数据 只是用来标识对象被定义出来

7.2 结构体内存对齐规则

1. 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。 2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。 VS中默认的对齐数为8 可以用 #pragma pack(1) //设置默认对齐数为1 3. 结构体总大小为：最大对齐数（所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小）的整数倍。 4. 如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整 体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。

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8.类成员函数的this指针

this是所有成员函数的隐藏参数。

8.1 this 指针的引出

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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:
int _year;   // 年
int _month;   // 月
int _day;    // 日
};
int main()
{
 Date d1, d2;
 d1.Init(2022,1,11);
 d2.Init(2022, 1, 12);
 d1.Print();
 d2.Print();
return 0;
}

Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当d1调用 Init 函 数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？

编译器通过下面 注释部分去完成操作

C++中通过引入this指针解决该问题，即：C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏 的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量” 的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编 译器自动完成。

8.2 this指针的特性

1. this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。 2. 只能在“成员函数”的内部使用 3. this指针本质上是“非静态成员函数”的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给this形参。所以对象中不存储this指针。 4. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传 递，不需要用户传递，this指针是非静态成员函数的隐含形参.,因为静态成员函数没有this指针，只有非静态成员函数才有，且为隐藏指针.

5、this可以为空，单纯的对this赋空是不可以的，不过可以强转直接赋空，不过一般不进行这样的操作

1. this指针存在哪里？ 其实编译器在生成程序时加入了获取对象首地址的相关代码。并把获取的首地址存放在了寄存器ECX中(VC++编译器是放在ECX中，其它编译器有可能不同)。也就是成员函数的其它参数正常都是存放在栈中。而this指针参数则是存放在寄存器中。

2. this指针可以为空吗？ 可以为空。当我们在调用函数的时候，如果函数内部不需要通过this指向当前对象并对其进行操作时才可以为空(当我们在其中什么都不放或者在里面随便打印一个字符串)；如果调用的函数需要指向当前对象，并进行操作，则会发生错误(空指针引用)

8.3 this指针的用法

保证每个对象拥有自己的数据成员，但共享处理这些数据的代码 (基类成员的访问和this无关)

1、访问成员变量

2、访问成员函数

在成员函数内部，可以通过this指针调用对象的其他成员函数。例如：

\

3、返回指向对象的指针

在成员函数中，如果想要返回指向对象的指针，就可以使用this指针。例如：

4、防止同名变量的误操作

在C++ 成员函数中，当成员函数中某个变量与成员变量名字相同，就容易产生误操作，则使用this关键字来表示成员变量，防止误操作。或者，需要返回类变量或者结构体变量的时候，使用this关键字。

a.例子：当成员函数中某个变量与成员变量的名字相同时，使用 this关建字先创建一个类，声明变量并且初始化

b.书写类的内容，这里的show函数，分别显示参数里的age的值，再显示成员变量age的值

c.写一个main函数，调用一下

d.现在修改一下show函数里面内容：让参数age先给同名成员函数赋值，再分别显示

结果显示 ：

因此 我们可以发现 this->one 指向的是one最初的值 而且不改变

注意事项：

1.友元函数没有this指针。

2.this关键字只能用于成员函数，不能用于被static修饰的函数（静态函数），因为静态成员函数没有this指针，它们仅能访问静态数据成员和静态成员函数

3.在C++中，this关键字是一个指向对象自己的一个指针，所以不能加点，this指针不需要显示地定义，编译器会自动添加。

4、空指针访问成员变量,提前判断，保证程序健壮

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本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2024-04-09，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除前往查看c++变量对象函数指针

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