【c++】类与对象详解

面向过程思想和面向对象思想

c++作为一门高级语言，相较于c语言其引入了类和对象的概念，是一门面向对象的语言，而c语言是一门面向过程的语言。c语言作为一门面向过程的语言，面对问题更关注解决问题的过程，将问题拆解为一个个小步骤，逐个解决。而c++作为一门面向对象的语言，面对问题时更注重问题的对象，靠对象之间的交互解决问题。

类的定义

class _jiunian
{
   
public:
	//……
protected:
	//……
private:
	//……
};

class是定义类的关键字，_jiunian是类的名字（凭喜好自己取），大括号中可以定义函数，变量，自定义类型。可以通过类访问限定符限制成员的访问条件。注意末尾分号不能省！

引入类的关键字

引入类最为常见的关键字是class和struct，两者的区别是struct定义的类默认情况下（不使用访问限定符）成员是公有的（public），即类的内部和类的外部都可以访问；而class定义的类默认情况下成员是私有的（private）（兼容c语言），即只有类的内部才可以访问。

类定义的两种方式

常见的类的定义方式有两种，一种是所有的成员全部完整定义在类的内部，一种是对于成员函数这种代码量较大的部分，采用声明定义分离，只将声明留在类中，再将类定义在头文件中。对于函数的定义，我们将其定义在源文件中，引入头文件到源文件中就行。这样做的好处就是类中的函数一行一个，找接口方便，而不是一个函数一大行，找个函数接口鼠标滚边天找不到。所以成员函数声明定义分离的定义方式是比较推荐的。

类的访问限定符

访问限定符可以限制成员的访问条件。访问限定符的效果持续到下一个访问限定符出现位置为止，如果之后没有访问限定符出现，就持续到结束位置。访问限定符有三种，分别是public、protected、private。public的效果是使成员变为公有，即类内类外都可以访问。protected和private则可以使成员变为私有，即只有类内可以访问，类外不可以访问。而其两者之间也有区别，当存在继承关系时，子类可以访问父类中的protected标识的成员，而不能访问父类中的private表示的成员。

类的作用域

c++中引入了作用域的概念，所有类的成员都得在类的作用域中。如果出现之前所说的函数的声明和定义分离的情况，那么在类外定义函数时有加上作用域解析符表明是哪个类域的。

类大小的计算

类的成员有很多种，但其实实际存储的只有类的成员变量。成员变量又称为类的属性，成员函数又称为类的方法。由这样的名字我们就能明白，因为对于同类型的类来说，它们之间的不同只有类的属性也就是成员变量。类的方法也就是成员函数都是相同的，相同的东西反复存储未免浪费空间，所以这些成员函数实际存在公共的代码段，即使定义多个相同类型的类，成员函数也就只有一组供这些类共同使用。刨去成员函数，对于这些类所占用的空间的计算方法与c语言中的结构体一样，这里不做过多赘述。需要注意的是，类的定义不会占用空间，只用真正定义了类类型的变量类才能真正实体化。即使是空类也是会占用一个字节的空间来占位的。

封装

类实际上就是对对象封装的结果，通过封装，隐藏对象的属性以及细节，控制对外开放的接口数量与对象进行交互。

this指针

class _jiunian
{
   
public:
	_jiunian(int a, int b, int c)
	{
   
		_a = a;
		_b = b;
		_c = c;
	}
	void reset(int a, int b, int c)
	{
   
		_a = a;
		_b = b;
		_c = c;
	}
private:
	int _a;
	int _b;
	int _c;
};

int main()
{
   
	_jiunian x(1, 1, 1), y(2, 2, 2);
	x.reset(1, 2, 3);
	y.reset(1, 2, 3);
	return 0;
}

正如笔者之前所说的一样，类的成员函数只保存一份且存在公共代码段，所以无论是x.reset还是y.reset调用的都是同一个函数，那对于只传了数值而没有传递地址的函数是怎么识别要操作的类是哪一个的呢？实际上，c++编译器给每一个非静态成员函数隐式传递了一个this指针，这个指针是 类类型*const 类型，即指向类类型变量，其本身不能改变的指针变量。需要注意的是：this指针不能被赋值，因为被const修饰了；this指针只能再成员函数内部使用，写在除此之外的任何地方都会报错，this本身也是c++中的一个关键字，不能将变量起这个名字；this指针不会存在对象中，this指针在类的成员函数被调用时由编译器自动识别传参；this指针在现在的编译器优化下为达到最佳速度，一般是存在寄存器中，因为要反复调用；使用空指针调用类的成员函数时this指针也可以为空，不过这时函数中倘若出现对this指针解引用的操作就会报错；在成员函数中对this指针解引用的操作可以将this省略，直接写成员的名字。

类的6个默认成员函数

在类中有6个如果我们没有显式定义，编译器也会自动生成的函数。这些成员函数称为默认函数。

构造函数

class jiunian
{
   
public:
	jiunian()
	{
   
		_a = 1;
		_b = 1;
		_c = 1;
	}
	jiunian(int a, int b, int c)
	{
   
		_a = a;
		_b = b;
		_c = c;
	}
private:
	int _a;
	int _b;
	int _c;
};

int main()
{
   
	jiunian x;//不可以写成jiunian x()，这样会被当成函数的声明！
	jiunian y(1, 2, 3);
	return 0;
}

初步理解构造函数

构造函数是一个特殊的成员函数，他直接由类名来命名，且没有返回值，它在创建类类型对象时被编译器自动调用，保证每个成员变量都有一个合适的初始值，构造函数本身并不会起到构造对象的作用，构造对象是由系统开辟空间构造的，构造函数本身只起到对类类型对象的成员变量进行初始化的作用。构造函数本身也支持函数重载。较为常见的是重载两个函数，一个无参，一个有参，这样可以在类类型对象创建时选择自定义对象的成员变量初始值，也可以直接创建对象，这时对象的成员变量就是设置好的默认值，当然我们也可以直接通过全缺省函数完成这一操作。当我们没有显式创建构造函数时，编译器会默认自己生成一个默认构造函数以供创建类类型对象时使用，编译器生成的构造函数是默认构造函数，默认构造函数是指在没有任何参数时会调用的函数，无参构造函数或者全缺省构造函数都是默认构造函数，并不是只有编译器自己生成的才叫默认构造函数（默认构造函数只能有一个）。那么，说到这里，既然编译器自己会生成默认构造构造函数，我们是不是就不用自己显式定义了呢？其实不是，虽然编译器会自己生成，但它也不会智慧到会猜得到我们想要将成员变量设置成什么数，所以我们还是有需要手动设置的情况。具体来说，编译器自动生成的默认构造函数不会对内置类型（c++自带的类型，像int、double、short这种）进行初始化（不初始化就是随机值），因为编译器自己也不会知道究竟要初始化成什么才好，这只能由我们自己来设置。但倘若是自定义类型，编译器生成的默认构造函数会自动调用自定义类型自己的构造函数来进行初始化，毕竟只能靠这个来初始化，编译器不会有任何质疑。当然，内置类型不会默认初始化，我们又懒得显式定义时，我们可以在声明变量时加上缺省值，这样不用显式定义也能完成对内置类型的初始化。总的来说，如果一个类中的成员变量都是自定义类，我们就不用自己写构造函数，编译器自己生成的就能解决；若一个类中的成员变量中有内置类型，就需要我们自己写构造函数或者给出缺省值来解决。

深入理解构造函数

通过初步理解构造函数，其用法我们已经了然于胸，但对于构造函数本质的理解还是不够的。

初始化列表

我们在构造函数的函数名和参数的后面可以加上一个冒号，后面是以逗号分隔的成员变量列表，每个变量后面可以加上括号，括号中是想要初始化的值，通过初始化列表。我们也能完成对类的成员变量的初始化操作。

class jiunian
{
   
public:
	jiunian():
		_a(2),
		_b(2),
		_c(2)//初始化列表
	{
   
		_a = 1;
		_a = 2;
		_b = 1;
		_c = 1;
	}
	jiunian(int a, int b, int c)
	{