C++（类和对象）

时间：2024-04-12 11:50:41

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  • 类的实例化
  • 类对象模型
  • this指针
  • 构造函数和析构函数
    • 构造函数
    • 析构函数

类的实例化

类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它。

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

做个比方，类就类似于建房子的图纸，一个图纸可以建造多个多个房子。

类对象模型

如何计算类的大小呢？

类中既有成员变量也有成员函数，那我们需要计算成员函数的大小吗？

用编译器运行一下

在这里插入图片描述

可以看到编译器在计算时并没有计算成员函数的大小，只计算了成员变量的大小。

我们不妨猜想一下，每个成员变量的大小是不同的，但是如果每个对象的成员函数也存一份的话，这样会产生巨大的开销，每个成员变量调用的都是相同的函数，所以只需要将成员函数在公共区域存一份即可，然后每个成员变量再调用时，可以直接根据地址进行访问即可。

空类的大小

class B
{

};

可能很多人认为空类的大小是零个字节，但是如果我们用这个类定义一个对象是不会报错的。

int main()
{
	B b;
	return 0;
}

上面代码是不会报错的，成功定义了一个对象说明它在内存中成功开辟了一块空间，我们运行一下代码，可以发现这个空类的大小是1个字节
在这里插入图片描述

注意：这一个字节不存储任何有效数据，只是标识空类的一个地址。

注意：上面谈到了类的大小，类的大小也满足C语言中的结构体的内存对齐。

this指针

this指针的引出

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;
}

运行上面的代码可以看到，这两个对象打印的是不同的值，由此，产生了一个疑问，为什么调用的一个函数打印的是不同的值呢？

在这里插入图片描述

其中隐含了this指针

class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//void Print(Date* const this)
	void Print()
	{
		//cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
		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(&d1);
	d1.Print();
	d2.Print();
	return 0;
}

注意看我上面的批注，Print函数没有传递参数，实际是传递了d1的地址，然后用一个被const修饰的指针this来接收，最后用this指针对d1中存的值进行访问，注意这里this指针在声明函数的时候是不能写出来的，但在函数内部可以显式进行用的。

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“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

构造函数和析构函数

构造函数和析构函数属于六个默认成员函数的其中一个。
什么事默认成员函数？
默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。

注意：上文所说的空类并不是什么都没有，空类中还有编译器自动生成的六个默认的成员函数

构造函数

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;
		 int _month;
		 int _day;
};
int main()
{
	 Date d1;
	 d1.Init(2022, 7, 5);
	 d1.Print();
	 Date d2;
	 d2.Init(2022, 7, 6);
	 d2.Print();
	 return 0;
}

对于Date类，可以通过 Init 公有方法给对象设置日期，但如果每次创建对象时都调用该方法设置
信息，未免有点麻烦，那能否在对象创建时，就将信息设置进去呢？

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证
每个数据成员都有 一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。

特性：构造函数虽然名字是构造，但是原本的意思是对成员变量进行初始化。

特性：

  1. 函数名与类名相同。
  2. 无返回值。
  3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
  4. 构造函数可以重载。

如果类中没有显式写出构造函数，则编译器会自动生成一个构造函数，如果编译器中有了显式写出了构造函数则编译器就不会生成构造函数了。

参考下面代码

  class Date
 {
  public:
	 /*
	 // 如果用户显式定义了构造函数，编译器将不再生成
	 Date(int year, int month, int day)
	 {
		 _year = year;
		 _month = month;
		 _day = day;
	 }
	 */
	
	 void Print()
	 {
		 cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	 }
  
  private:
	 int _year;
	 int _month;
	 int _day;
 };
  
  int main()
 {
	 // 将Date类中构造函数屏蔽后，代码可以通过编译，因为编译器生成了一个无参的默认构造函
	数
	 // 将Date类中构造函数放开，代码编译失败，因为一旦显式定义任何构造函数，编译器将不再
	生成
	 // 无参构造函数，放开后报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用
	 Date d1;
	 return 0;
 }

虽然编译器默认写了六个默认的成员函数但是通常情况下是不会调用的，只有当成员变量有自定义类型的时候才会进行调用，如果成员变量中没有自定义类型则编译器是不会调用的，VS上是这样的。

析构函数

析构函数恰好与构造函数相反，在C语言写接口的时候，总是会忘记调用销毁的函数destroy，所以C++引入了析构函数，当一个结构体变量出了这个作用域时就会调用析构函数进行销毁，

析构函数是特殊的成员函数，其特征如下：

  1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
  2. 无参数无返回值类型。
  3. 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。注意：析构
    函数不能重载
  4. 对象生命周期结束时，C++编译系统系统自动调用析构函数。
  5. 关于编译器自动生成的析构函数，是否会完成一些事情呢？下面的程序我们会看到，编译器
    生成的默认析构函数，对自定类型成员调用它的析构函数。
  6. 如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如
    Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成资源泄漏，比如Stack类。

以上就是析构函数和构造函数

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