笔记（C++篇）—— Day 12 - 详解

1.类的定义

1.1 类定义格式

代码示例如下：

class Stack
{
public:
	// 成员函数
	void Init(int n = 4)
	{
		array = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
		if (nullptr == array)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}
		capacity = n;
		top = 0;
	}
	void Push(int x)
	{
		// ...扩容
		array[top++] = x;
	}
	int Top()
	{
		assert(top > 0);
		return array[top - 1];
	}
	void Destroy()
	{
		free(array);
		array = nullptr;
		top = capacity = 0;
	}
private:
	// 成员变量
	int* array;
	size_t capacity;
	size_t top;
}; // 分号不能省略

①class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。（和结构体的定义很相似；其中类的名字，就是类型）

②类体中内容成为类的成员：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。

③面向对象的三大特性：封装、继承、多态

   封装的本质体现了更严格的规范管理

④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。

⑤C++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。

   （struct中定义，默认条件下，struct中定义的为公有）

⑥定义在类面的成员函数默认为inline。

struct定义的代码：

struct ListNode
{
	int val;
	//struct ListNode* next;
	ListNode* next;
};

（在C语言中，可以用struct LIstNode* next来进行定义，但是在C++中，可以用ListNode* next直接进行定义）

1.2 访问限定符

①C++一种实现封装的方式，用类将对象的属性与方法结合在一起，让对象更加完整，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访问限定符有三个，public、private、protected

   public修饰的成员可以在类的外面使用；

   private和protected不能再类外面被直接访问，两个的区别在后面的学习中会提到。

③访问权限作用域，从该访问限定符的位置开始，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。

④class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为private，struct默认为public。

⑤一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

①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。

②在普通的函数中，只会向上查找，但是在中，因为整个类被封装成了一个整体，所以可以     在整个类中查找。

2.实例化

2.1 实例化概念

①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。

②一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。

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:
	// 这里只是声明，没有开空间
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	//这里就叫做类的实例化
	Date d1;
	return 0;
}

（上述的代码中给出了类和类的实例化对象之间的区别，下面用图给出其明显的关系）

2.2 对象大小

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

③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

④VS中默认的对齐数为8

⑤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

⑥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。

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _ch << endl;
	}
private:
	char _ch;
	int _i;
};
class B
{
public:
	void Print()
	{
		//...
	}
};
class C
{};
int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;
	cout << sizeof(B) << endl;
	cout << sizeof(C) << endl;
	return 0;
}

（上述的代码运行结果为）

（B 和 C开1byte，是为了占位，不存储试剂数据，表示对象存在过）

3.this 指针

class Date
{
public:
	// void Init(Date* const this, int year, int month, int day)
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		// 编译报错：error C2106: “=”: 左操作数必须为左值
		// this = nullptr;
		// this->_year = year;
		_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
private:
	// 这里只是声明，没有开空间
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
int main()
{
	// Date类实例化出对象d1和d2
	Date d1;
	Date d2;
	d1.Init(2025, 9, 26);
	d1.Print();
	d2.Init(2025, 10, 1);
	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和Print函数时，该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢？这里就要看到C++给一个隐含的this指针解决这样的问题——>

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Init的真实原型为，

void Init(Date* const this, int year, int month, int day

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;

③C++规定，不能再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。

下面给出几个练习题：

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "A::Print()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Print();
	return 0;
}

（这道题看似有问题，实际通过运行我们就会发现会正常运行；在代码中，出现了类似于解引用的代码，这只是一种表达方式，并不是一定是代表的解引用）

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "A::Print()" << endl;
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Print();
	return 0;
}

（这道题是运行崩溃。在前面的知识学习中已经提到，在成员变量的前面都会有一个this指针，是空指针，所以在执行‘cout << _a << endl’这个指令的时候就会出现报错）

this指针是在内存的栈里面储存的。

4.C++和C语言实现Stack对比

面向对象的三大特性：封装、继承、多态

在上述的代码中对封装做了简单的介绍，这里不再进行赘述，之后的学习中遇到会再次进行详细的阐述。