《C++深度解构02》类和对象（上）——定义规范、内存对齐与 this 指针全解

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一、 类的定义与基本结构

1.1类定义格式（class和struct）

类的定义与C语言中的结构体定义格式类似，并且C++中兼容C所以，用struct也可以创建类

class类名{成员变量 成员函数};

C++中将变量和函数封装放到一起构成了类

• 成员变量
• 成员函数

小tips：为了区分普通变量和成员变量，我们一般在成员变量前加一个_来区分

classA{//成员函数public:voidInit(intyear,intmonth,intday){_year=year;_month=month;_day=day;}voidPrint(){cout<<_year<<_month<<_day;}//成员变量private:int_year;int_month;int_day;};

习惯上我们将成员函数放在上，成员变量放在下创建

注意：
创建的类相当于C语言中的函数声明，没有对象这个实体，所以也没有开辟空间，后续创建了实体——对象才会开辟空间。

struct也可以创建类，但是和class相比略有差距

• C++中，struct无需再通过typedef来重命名，无需再带上struct直接使用结构体名就可以代表类型，C++兼容C所以即使写typedef也正确
  
• 不给定访问限定情况，class定义的类访问限定权限默认是private（私有），struct定义的类的访问限定权限默认public（公有）

1.2访问限定符

• public（公有）
• private（私有）
• protected（保护）

在目前阶段，private和protected的功能一致，就是在类外无权限访问，但是在类内可以随意访问，public则是在类内外都可以任意访问。

通常情况，我们只对外提供函数接口，所以成员变量一般都是private或者protected，成员函数为public

1.3类域

在C++入门基础中我们了解到，域分为函数局部域，全局域，命名空间域，类域四种，类的所有成员都在类域中，域外需要访问时，要使用:: 域限定作用符

在类中函数声明和定义也可以分离，但是分离后在类外需要 :: 来访问

structA{public://函数声明voidInit(intyear,intmonth,intday);voidPrint(){cout<<_year<<_month<<_day;}private:int_year;int_month;int_day;};//类外访问，域限定作用符访问voidA::Init(intyear,intmonth,intday){_year=year;_month=month;_day=day;}

二、对象的实例化与内存模型

2.1实例化的概念

定义：

形象比喻：类像是建造房子的图纸，对象就是按照图纸建造的房子，一张图纸可以建造许多房子

类是对象的模板，而对象是类的实例化

对象的创建和使用方式与结构体的使用方式完全一致，直接使用类型名创造对象，需要访问对象内的成员则使用成员访问运算符访问（. 和 ->（指针类型））

classA{public://成员函数voidInit(intyear,intmonth,intday){_year=year;_month=month;_day=day;}voidPrint(){cout<<_year<<"/"<<_month<<"/"<<_day<<endl;}private://成员变量int_year;int_month;int_day;};intmain(){A a;a.Init(100,20,30);a.Print();return0;}

类的创建并不会为其分配内存空间，只有实例化对象时，才会有内存空间的分配

2.2对象大小的计算

我们说结构体的使用方法与类和对象的使用方法一致，那么存储对象的方式是不是也是异曲同工之妙呢？

想像一个场景，我们利用类实例化了100个对象，每个对象都是独立的数据空间，成员变量有所不同，所以这100个对象中的每一个成员变量都存储在自己的对象中，但是每个对象中的成员函数都是相同的，而且函数被编译后是一段指令，对象内无法存储，所以如果每个成员函数都分别存在自己的对象中，那么100个对象的内存大小是相当大的，函数的执行逻辑都是相同的，对象中的成员函数不存在对象内，而是只保存一份，代码指令保存在“ 代码段 ”中

内存对齐规则

classHy{public:voidprint(){cout<<"print()"<<endl;}private:char_a;int_b;};

char类型值从地址偏移量为0的位置开始存放，char的大小为1小于vs默认对齐数，故占用1个字节位置，int类型值对齐数为4，对齐到最近的整数倍，即从偏移量为4的的位置开始存放，（中间三个字节依次填充）然后他的大小为4字节，整体加下来为8字节，是最大对齐数4的倍数，所以这个对象的大小为8字节

特殊情况：

classHy{private:voidprint(){cout<<"print()"<<endl;}};

没有成员变量的对象大小为1，这个1纯粹是为了证明对象的存在。

三、深入理解this指针

3.1this指针的由来与作用

同一个类实例化出的对象中的成员函数是同一个，只会存储一份，调用函数时，他们是如何获取不同对象中的成员变量呢？

classData{public:voidInit(intyear,intmonth,intday){_year=year;_month=month;_day=day;}voidprint(){cout<<_year<<"/"<<_month<<"/"<<_day<<endl;}private:int_year;int_month;int_day;};

两次调用成员函数print，对于编译器来说这是相同的一段指令，那么他是如何获得成员变量数据的呢？

在编译链接阶段，编译器会自动为成员函数形参部分提供ClassName* const this指针，这里为隐士传递，相当于在调用时自动传入了对象的地址，从而在函数的形参中接收到了函数的地址，进而隐式解引用获得成员变量数据。

3.2this指针的性质

voidInit(/* Data* this */intyear,intmonth,intday){this->_year=year;this->_month=month;this->_day=day;}

• 存储在栈区（作为函数形参传入）或者特定寄存器中（如ECX）
• 不能显式写在参数和形参中，但是可以写在函数定义内

下期预告：类和对象（中）—类的六大默认构造函数