C++之類的引入

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目錄

• C++之類的引入
  • 一、結構體到類的演變
  • 二、對象的定義與使用
  • 三、類的大小
  • 四、類的存取權限
  • 五、類的儲存方式

C++之類的引入一、結構體到類的演變

C文法

• 定義新的資料類型,該新的資料類型稱之為結構體,成員為各種資料類型的變數。

  struct stu    {     char age;     int  greade;   };   stu stu1;  //用新的資料類型結構體定義變數

C++文法

• 定義新的資料類型該新的資料類型稱之為類,成員不僅可以包含變數資料,還包含著方法,也稱操作函數。

   class stu   {     char age;     int greade;     void operate()        {           cout<<"hell a new data is create<<endl";        }   };   stu stu1;  //用新的資料類型類定義變數(C++這裡的用類定義的變數稱為對象)

二、對象的定義與使用2.1、棧上定義對象

   //方式1、 先聲明類,再定義對象       class stu       {         char age;         int greade;         void operate()            {               cout<<"hell a new data is create<<endl";            }       };       stu stu1;        //第一種定義對象的方法       class stu stuq; //第二種定義對象的方法

   //方式2、聲明類同時定義對象      class stu       {         char age;         int greade;         void operate()            {               cout<<"hell a new data is create<<endl";            }       }stu1;

//方式3、沒有類名,直接定義對象  class   {     char age;     int greade;     void operate()        {           cout<<"hell a new data is create<<endl";        }   }stu1;

2.2、堆上定義對象2.2.1、堆上普通資料類型的定義

C語言中提供了 malloc 和 free 兩個系統函數，完成對堆記憶體的申請和釋放。而 C++則提供了兩關鍵字 new 和 delete。

//整形類型的定義int main(){    // int *p = (int*)malloc(sizeof(int));    int *p = new int(10); //new    *p = 100;    cout<<*p<<endl;    int **pp = new int *; // (int**)malloc(sizeof(int*))    Stu *ps = new Stu;    return 0;}//一維數組的定義int main(){    // new float [10] malloc(10*sizeof(float);    float *p = new float [10]{1.2,3.4};    for(int i=0; i<10; i++)    {        cout<<p[i]<<endl;    }    char **pp = new char *[11];    for(int i=0; i<10; i++)    {        pp[i] = "china";    }    pp[10] = nullptr;    while(*pp)    {        cout<<*pp++<<endl;    }}

注意事項
1 new/delete 是關鍵字，效率高於 malloc 和 free。
2 配對使用，避免記憶體流失和多重釋放。
3 避免，交叉使用。比如 malloc 申請的空間去 delete， new 出的空間被 free。

• 如果只是以上的功能， C中的 malloc 和 free 完全可以勝任， C++就沒有必要更進一步，引入這兩個關鍵字。重點用在類對象的申請與釋放。申請的時候會調用構造器完成初始化，釋放的時候，會調用析構器完成記憶體的清理。（見下文）

2.2.2、堆上類對象的定義

//1、new建立類對象例子：CTest* pTest = new CTest();  //pTest用來接收類對象指標。delete pTest;

//2、不用new，直接使用類定義申明CTest mTest;/*此種建立方式，使用完後不需要手動釋放，該類解構函式會自動執行。而new申請的對象，則只有調用到delete時再會執行解構函式，如果程式退出而沒有執行delete則會造成記憶體流失。*/

//3、只定義類指標CTest *mTest = NULL;mTest = new CTest();1、這跟不用new申明對象有很大區別，類指標可以先行定義後賦值，類指標只是個通用指標，在new之前不為該類對象分配任何記憶體空間。2、用普通方式建立的類對象，在建立之初就已經分配了記憶體空間。而類指標，如果未經過對象初始化，則不需要delete釋放。

//4、new對象指標作為函數參數和傳回值// 下面要示意一下類指標對象作為傳回值和參數使用class CTest {  public:       int a;  };    class CBest { public:      int b;  };   CTest* fun(CBest* pBest) {       CTest* pTest = new CTest();       pTest->a = pBest->b;    return pTest;  }    int main() {       CBest* pBest = new CBest();       CTest* pRes= fun(pBest);         if(pBest!=NULL)            delete pBest;       if(pRes!=NULL)            delete pRes ;       return -1;  }

• new建立對象的特點:
  1、new建立類對象需要指標接收，一處初始化，多處使用
  2、new建立類對象使用完需delete銷毀
  3、new建立對象直接使用堆空間，而局部不用new定義類對象則使用棧空間
  4、new對象指標用途廣泛，比如作為函數傳回值、函數參數等
  5、頻繁調用場合并不適合new，就像new申請和釋放記憶體一樣

• new與非new範圍
  1、不用new：範圍限制在定義類對象的方法中，當方法結束時，類對象也被系統釋放了。（安全不會造成記憶體系統泄漏）。
  2、用new：建立的是指向類對象的指標，範圍變成了全域，當程式結束時，必須用delete刪除，系統不會自動釋放，（不注意可能造成記憶體流失）。

三、類的大小

備忘：以下內容摘自：https://www.cnblogs.com/sz-leez/p/7119232.html

1.空類class A{};sizeof(A); //1解析：類的執行個體化就是為每個執行個體在記憶體中分配一塊地址；每個類在記憶體中都有唯一的標識，因此空類被執行個體化時，編譯器會隱含地為其添加一個位元組，以作區分。

2.虛函數類class A{    virtual void Fun();};sizeof(A); //4解析：當一個類中包含虛函數時，會有一個指向其虛函數表的指標vptr，系統為類指標分配大小為4個位元組(即使有多個虛函數)。

3.普通資料成員class A{    int a;    char b;};sizeof(A); //8解析：普通資料成員，按照其資料類型分配大小，由於位元組對齊，所以a+b=8位元組。

4.待用資料成員class A{    int a;    static int b;};sizeof(A); //4解析：1、待用資料成員存放的是全域資料段，即使它是類的一個成員，但不影響類的大小；不管類產生多少執行個體或者派生多少子類，靜態成員資料在類中永遠只有一個實體存在。2、類的非待用資料成員只有被執行個體化時，才存在。但類的待用資料成員一旦被聲明，無論類是否被執行個體化，它都已存在。類的待用資料成員可以說是一種特殊的全域變數。

5.普通成員函數class A{    void Fun();};sizeof(A); //1解析：類的大小與它的建構函式、解構函式以及其他成員函數無關，只與它的資料成員相關。

6.普通繼承class A{    int a;};class B:public A{    int b;};sizeof(B); //8解析：普通類的繼承，類的大小為本身資料成員大小+基類資料成員大小。

7.虛函數繼承virtual class A{    int a;};class B:virtual public A{    int b;};sizeof(B); //12

四、類的存取權限

• C中struct 的所有行為和屬性都是 public 的(預設)，此舉也是為了 C++相容 C 語言，因為 C 語言中沒有許可權的概念。

• C++中的 class 是由C中struct演變而來。C++不同與C，它對外屏蔽了部分資料，只提供對外的介面。但C++中class可以指定行為和屬性的訪問方式，若不指定預設為 private。

類內成員屬性	類內部存取權限	對象存取權限
public	可訪問	可訪問
private	可訪問	不可訪問

五、類的儲存方式

用類去定義對象時，系統會為每一個對象分配儲存空間。如果一個類包括了資料和函數，要分別為資料和函數的代碼分配儲存空間。

• 1、存在問題：如果用同一個類定義了 10 個對象，那麼就需要分別為 10 個對象的資料和函數代碼分配儲存單元？

• 問題解析：如果按上述方法，那樣會大大的浪費記憶體空間,C++編譯器在分配時只對各個對象的資料部分單獨分配記憶體，對象的函數體分配的是同一段公用的記憶體。

• 2、存在問題：既然函數程式碼片段調用的是同一個，各對象的在調用時怎麼知道當前是哪個對象在調用本函數?

• 問題解析：C++在對象在調用公用函數時，將對象的指標(This)作為參數隱士的傳遞給了公用函數用來識別當前調用者對象。

C++之類的引入