2. C++类与对象

作者: 飞扬code | 来源:发表于2019-03-29 14:34 被阅读2次

    类和对象是C++的重要特性,也是面向对象思想的核心。

    我经常和我的学生们说这样一个例子:
    将大象放冰箱一共分三步:开门、将大象放进去、关门,这就是面向过程,如果按面向对象分析呢?
    有两个对象:大象和冰箱,大象有一个功能是走,冰箱有两个功能是开门、关门,这就是面向对象的逻辑。
    说白了对面向对象通俗的解释就是找合适的对象做合适的事情。

    那么类呢?
    类是创建对象的模板,好比我们要告诉计算机,你要按照这个模板给我创建一个对象。
    一个类可以创建多个对象,每个对象都是该类类型的一个变量,这个变量就是对象。
    创建对象的过程也叫类的实例化。每个对象都是类的一个具体实例,拥有类的成员变量和成员函数。
    这里每个对象成员变量就是它的属性,成员函数就是它的行为;例如大象有颜色的属性、腿个数的属性等,它有走路、吃东西的行为。

    2.1 类的定义

    关于类我们主要分成两大类:
    1)系统定义类(对应集成开发环境自带的封装类)
    2)用户自定义类(需要自己去定义实现)

    让我们先自己写一个类

    class Person{
    public:
        //成员变量
        char *name;
        int age;
    
        //成员函数
        void say(){
            cout << name << "的年龄是" << age << endl;
        }
    };
    

    class是C++定义类的的关键字,Person是类的名称,类名的首字母一般大写,要有一定含义,如是多个单词组成,每个单词首字母一般也大写。
    { }内部是类所包含的成员变量和成员函数,它们统称为类的成员。
    由{ }包围起来的部分有时也称为类体,和函数体的形式类似。
    public也是 C++也是关键字,它只能用在类的定义中,表示类的成员变量或成员函数的访问权限是“公开”的。
    末尾的分号 { }; 代表类的定义结束,不可以省略。

    类只是一个模板,编译后不占用内存空间,而程序只有在运行时才会去使用内存,所以在定义类时不能对成员变量进行初始化,因为没有地方存储数据。
    只有在创建对象以后(程序运行了)才会给成员变量分配内存。
    Person我们就可以将其看做与int、char等类似的数据类型,这类类的类型有的人也会将他们汇总叫做引用数据类型

    2.2 创建对象

    有了类的类型,我们就可以创建对象了

    Person p;  //创建对象
    

    Person是类名,p是对象名。与我们用int a; 定义变量类似。

    同样我们也可以创建一个类类型的数组

    Person arr[10];  //创建一个名字叫arr的数组,数组中有10个Person类型的数据
    

    2.3 访问类中的成员

    想访问类中的成员,需要使用对象和访问成员运算符。

    访问的方式分两种
    方式1: . 的方式 我们可以叫做指针型成员调用符
    方式2: ->的方式 我们可以叫做对象型成员调用符

    到底用 . 还是 -> 取决于定义对象是怎么定义的

    普通对象  访问格式:
    类名  对象名
    对象名.成员变量    对象名.成员函数
    
    指针对象 访问格式:
    类名  *对象名 = new 类名();
    对象名->成员变量    对象名->成员函数
    

    两种定义方式区别是对象建立在栈区(普通对象)还是堆区(指针对象),这里后面我们会说。

    方式1: . 的方式

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    //类通常定义在函数外面
    class Person{
    public:
        //类包含的变量
        char *name;
        int age;
        
        //类包含的函数
        void say(){
            cout << name << "的年龄是" << age << endl;
        }
    };
    
    
    int main(){
        //创建对象
        Person p;
        p.name = "豆豆";
        p.age = 16;
    
        p.say();
    
        return 0;
    }
    

    类通常定义在函数外面,当然也可以定义在函数内部,不过很少这样使用。所有成员函数的定义分为类内定义和类外定义
    上述的是类内定义
    如果是类外定义则是:

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    //类通常定义在函数外面
    class Person{
    public:
        //类包含的变量
        char *name;
        int age;
        
        //类内声明
        void say();
    };
    
    //类外定义
    void Person::say(){
        cout << name << "的年龄是" << age << endl;
    }
    
    int main(){
        //创建对象
        Person p;
        p.name = "豆豆";
        p.age = 16;
    
        p.say();
    
        return 0;
    }
    

    方式2: ->的方式

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Person{
    public:
        char *name;
        int age;
    
        void say(){
               cout << name << "的年龄是" << age << endl;
        }
    };
    
    int main(){
    
        Person *p = new Person();//动态在堆区中申请一个控件用于存放对象,通过指针指向它的位置
    
        p->name = "张三";
        p->age = 16;
    
        p->say();
        delete p;  //删除对象,释放内存空间
    
        return 0;
    }
    

    栈和堆内存空间都是程序中十分重要的空间。

    在栈上创建出来的对象一般都是一个普通对象名,使用指针指向它不是必须的。
    而new 创建出来的对象就不一样了,它在堆上分配内存,没有名字,只能得到一个指向它的指针,所以必须使用一个指针变量来接收这个指针,否则以后再也无法找到这个对象了,如果不使用指针指向这样的对象叫做匿名对象,我们俗称的"过客"。

    栈内存是程序自动管理的,不能使用 delete 删除在栈上创建的对象,管理环节的减少,导致栈内存的访问速度很快,快进快出。
    堆内存由程序员管理,对象使用完毕后可以通过 delete 删除。
    在实际开发中,new 和 delete 往往成对出现,以保证及时删除不再使用的对象,防止无用内存堆积。关于new和delete前面我们也提过。

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