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初识C++：类和对象（上）

news 2025/5/15 6:10:57

概述：本篇博客主要讲解类和对象的学习。

1. 类的定义

1.1 类定义格式

1.2 访问限定符

1.3 类域

2.实例化

2.1 实例化概念

2.2 this指针

3. 小结

1. 类的定义

1.1 类定义格式

class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。类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成员函数。
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 _ h或者 m 开头，注意C++中这个要求并不是强制的，只是增加代码可读性。
C++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，一般情况下还是推荐 class定义类
定义在类面的的成员函数默认为 inline

#include<iostream>
using namespace std;
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

1.2 访问限定符

C++一种实现封装的方式，用类和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。
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。
访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始知道下一个访问限定符出现时为止，如果后面没有访问限定符，作用域到 } 即类结束
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。

1.3 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，找不到array等成员的声明 / 定义 在哪里，就会报错。指定类域 Stack ，就是知道 Init 是成员函数，当前域找不到 array 等成员，就回到类域中去查找。

#include<iostream>
using namespace std;
class Stack
{
public:// 成员函数 void Init(int n = 4);
private:// 成员变量 int* array;size_t capacity;size_t top;
};
// 声明和定义分离，需要指定类域 
void Stack::Init(int n)
{array = (int*)malloc(sizeof(int) * n);if (nullptr == array){perror("malloc申请空间失败");return;}capacity = n;top = 0;
}
int main()
{Stack st;st.Init();return 0;
}

2.实例化

2.1 实例化概念

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。
类是对象的进行一种抽象描述，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，用类实例化对象时，才会分配空间。
一个类可以实例化出多个对象，占用实际的物理空间，存储类成员变量。打个比方：类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，设计图规划了有多少个房间，房间大小功能等，但是并没有实体的建筑存在，也不能住人，用设计图修建出房子，房子才能住人。同样类就像设计图⼀样，不能存储数据，实例化出的对象分配物理内存存储数据。

#include<iostream>
using namespace std;
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()
{// Date类实例化出对象d1和d2 Date d1;Date d2;d1.Init(2024, 3, 31);d1.Print();d2.Init(2024, 7, 5);d2.Print();return 0;
}

2.2 this指针

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？那么这里就要看到C++给了⼀个隐含的this指针解决这里的问题。
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)
++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。

#include<iostream>
using namespace std;
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(&d1, 2024, 3, 31);d1.Init(2024, 3, 31);d1.Print();d2.Init(2024, 7, 5);d2.Print();return 0;
}