C++：2.类与对象-拓冰建站

一.类的定义

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。类体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者成员函数
C++中struct也可以定义类。
定义在类⾯的成员函数默认为inline。

二.访问限定符

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的区别见“继承”章节
与C语言中结构体区别：定义时：C中struct Data a，C++中Data a（类名即类型），当然C++兼容C的写法
访问权限作⽤域从该访问限定符出现的位置开始直到下⼀个访问限定符出现时为⽌，如果后⾯没有访问限定符，作⽤域就到 }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。
⼀般成员变量都会被限制为private/protected，需要给别⼈使⽤的成员函数会放为public。

三.类实例化对象的大小

对齐规则

1.第⼀个成员在与结构体偏移量为0的地址处。

2.其他成员变量要对⻬到某个数字（对⻬数）的整数倍的地址处。

注意：对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数与该成员⼤⼩的较⼩值。

VS中默认的对⻬数为8

3.结构体总⼤⼩为：最⼤对⻬数（所有变量类型最⼤者与默认对⻬参数取最⼩）的整数倍。

4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对⻬到⾃⼰的最⼤对⻬数的整数倍处，结构体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体的对⻬数）的整数倍。

5.如果类中没有变量，大小为1，起到占位作用

四.this指针

1.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)tip:const在*之前修饰的是指向的对象，之后是指针

2.类的成员函数中访问成员变量，本质都是通过this指针访问的，如Init函数中给_year赋值， this-

>_year = year;

3.C++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。

4.this存在栈

五.默认成员函数（类中编译器自动生成的函数）

1.构造函数（初始化的作用，大多数要自己写）

构造函数的主要任务并不是开空间创建对象(我们常使⽤的局部对象是栈帧创建时，空间就开好了)，⽽是对象实例化时初始化对象。

特点：

1.函数名与类名相同。

2.⽆返回值。 (返回值啥都不需要给，也不需要写void，不要纠结，C++规定如此)

3.对象实例化时系统会⾃动调⽤对应的构造函数。

4.构造函数可以重载。

5.如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会⾃动⽣成⼀个⽆参的默认构造函数，⼀旦⽤⼾显式定义编译器将不再⽣成。

6.⽆参构造函数、全缺省构造函数、我们不写构造时编译器默认⽣成的构造函数，都叫做默认构造函数。但是这三个函数有且只有⼀个存在，不能同时存在。

7.我们不写，编译器默认⽣成的构造，对内置类型成员变量的初始化没有要求，也就是说是是否初始化是不确定的，看编译器。对于⾃定义类型成员变量，要求调⽤这个成员变量的默认构造函数初始化。如果这个成员变量，没有默认构造函数，那么就会报错，我们要初始化这个成员变量，需要⽤初始化列表才能解决

8.初始化列表

•

之前我们实现构造函数时，初始化成员变量主要使⽤函数体内赋值，构造函数初始化还有⼀种⽅

式，就是初始化列表，初始化列表的使⽤⽅式是以⼀个冒号开始，接着是⼀个以逗号分隔的数据成

员列表，每个"成员变量"后⾯跟⼀个放在括号中的初始值或表达式。

•

每个成员变量在初始化列表中只能出现⼀次，语法理解上初始化列表可以认为是每个成员变量定义

初始化的地⽅。

•

引⽤成员变量，const成员变量，没有默认构造的类类型变量，必须放在初始化列表位置进⾏初始

化，否则会编译报错。

•

C++11⽀持在成员变量声明的位置给缺省值，这个缺省值主要是给没有显⽰在初始化列表初始化的

成员使⽤的。

•

尽量使⽤初始化列表初始化，因为那些你不在初始化列表初始化的成员也会⾛初始化列表，如果这

个成员在声明位置给了缺省值，初始化列表会⽤这个缺省值初始化。如果你没有给缺省值，对于没

有显⽰在初始化列表初始化的内置类型成员是否初始化取决于编译器，C++并没有规定。对于没有

显⽰在初始化列表初始化的⾃定义类型成员会调⽤这个成员类型的默认构造函数，如果没有默认构

造会编译错误。

•

初始化列表中按照成员变量在类中声明顺序进⾏初始化，跟成员在初始化列表出现的的先后顺序⽆

关。建议声明顺序和初始化列表顺序保持⼀致。

tip：C++把类型分成内置类型(基本类型)和⾃定义类型。内置类型就是语⾔提供的原⽣数据类型，

如：int/char/double/指针等，⾃定义类型就是我们使⽤class/struct等关键字⾃⼰定义的类型。

Date d1; // 调⽤默认构造函数 Date d2(2025, 1, 1); // 调⽤带参的构造函数 //注意：如果通过⽆参构造函数创建对象时，对象后⾯不⽤跟括号，否则编译器⽆法区分这⾥是函数声明还是实例化对象

2.析构函数

析构函数与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本⾝的销毁，⽐如局部对象是存在栈帧的，函数结束栈帧销毁，他就释放了，不需要我们管，C++规定对象在销毁时会⾃动调⽤析构函数，完成对象中资源的清理释放⼯作。析构函数的功能类⽐我们之前Stack实现的Destroy功能，⽽像Date没有Destroy，其实就是没有资源需要释放，所以严格说Date是不需要析构函数的。

析构函数的特点：

1.析构函数名是在类名前加上字符 ~。

2.⽆参数⽆返回值。 (这⾥跟构造类似，也不需要加void)

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。（不支持重载）

4.对象⽣命周期结束时，系统会⾃动调⽤析构函数。

5.跟构造函数类似，我们不写编译器⾃动⽣成的析构函数对内置类型成员不做处理，⾃定类型成员会调⽤他的析构函数。

6.还需要注意的是我们显⽰写析构函数，对于⾃定义类型成员也会调⽤他的析构，也就是说⾃定义类型成员⽆论什么情况都会⾃动调⽤析构函数。

7.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，如Date；如果默认⽣成的析构就可以⽤，也就不需要显⽰写析构，如MyQueue；但是有资源申请时，⼀定要⾃⼰写析构，否则会造成资源泄漏，如Stack。

8.⼀个局部域的多个对象，C++规定后定义的先析构。

3.拷贝构造函数

如果⼀个构造函数的第⼀个参数是⾃⾝类类型的引⽤，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷⻉构造函数，也就是说拷⻉构造是⼀个特殊的构造函数。

拷⻉构造的特点：

1.拷⻉构造函数是构造函数的⼀个重载。

2.拷⻉构造函数的第⼀个参数必须是类类型对象的引⽤，使⽤传值⽅式编译器直接报错，因为语法逻辑上会引发⽆穷递归调⽤。拷⻉构造函数也可以多个参数，但是第⼀个参数必须是类类型对象的引⽤，后⾯的参数必须有缺省值。

3.C++规定⾃定义类型对象进⾏拷⻉⾏为必须调⽤拷⻉构造，所以这⾥⾃定义类型传值传参和传值返回都会调⽤拷⻉构造完成。传值传参要用拷贝构造

4.若未显式定义拷⻉构造，编译器会⽣成⾃动⽣成拷⻉构造函数。⾃动⽣成的拷⻉构造对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的拷⻉构造。

5.像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器⾃动⽣成的拷⻉构造就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显⽰实现拷⻉构造。//像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器⾃动⽣成的拷⻉构造完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉)。//像MyQueue这样的类型内部主要是⾃定义类型 Stack成员，编译器⾃动⽣成的拷⻉构造会调⽤Stack的拷⻉构造，也不需要我们显⽰实现

MyQueue的拷⻉构造。这⾥还有⼀个⼩技巧，如果⼀个类显⽰实现了析构并释放资源，那么他就

需要显⽰写拷⻉构造，否则就不需要。

6.传值返回会产⽣⼀个临时对象调⽤拷⻉构造，传引⽤返回，返回的是返回对象的别名(引⽤)，没有产⽣拷⻉。但是如果返回对象是⼀个当前函数局部域的局部对象，函数结束就销毁了，那么使⽤引⽤返回是有问题的，这时的引⽤相当于⼀个野引⽤，类似⼀个野指针⼀样。传引⽤返回可以减少拷⻉，但是⼀定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能⽤引⽤返回。

拷贝构造两种写法

4.赋值运算符重载

1.运算符重载

•

当运算符被⽤于类类型的对象时，C++语⾔允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++规

定类类型对象使⽤运算符时，必须转换成调⽤对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编

译报错。

•

运算符重载是具有特殊名字的函数，他的名字是由operator和后⾯要定义的运算符共同构成。和其

他函数⼀样，它也具有其返回类型和参数列表以及函数体。

•

重载运算符函数的参数个数和该运算符作⽤的运算对象数量⼀样多。⼀元运算符有⼀个参数，⼆元

运算符有两个参数，⼆元运算符的左侧运算对象传给第⼀个参数，右侧运算对象传给第⼆个参数。

•

如果⼀个重载运算符函数是成员函数，则它的第⼀个运算对象默认传给隐式的this指针，因此运算

符重载作为成员函数时，参数⽐运算对象少⼀个。

•

运算符重载以后，其优先级和结合性与对应的内置类型运算符保持⼀致。

•

不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符：⽐如operator@。

•

.* :: sizeof ?: .注意以上5个运算符不能重载。(选择题⾥⾯常考，⼤家要记⼀下）

•重载操作符⾄少有⼀个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义，如：int

operator+(int x, int y)

•

⼀个类需要重载哪些运算符，是看哪些运算符重载后有意义，⽐如Date类重载operator-就有意

义，但是重载operator+就没有意义。

•

重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是operator++，⽆法很好的区分。

C++规定，后置++重载时，增加⼀个int形参，跟前置++构成函数重载，⽅便区分。

•

重载<<和>>时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this指针默认抢占了第⼀个形参位

置，第⼀个形参位置是左侧运算对象，调⽤时就变成了对象<<cout，不符合使⽤习惯和可读性。

重载为全局函数把ostream/istream放到第⼀个形参位置就可以了，第⼆个形参位置当类类型对

象。

e.g:

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) { out << d._year << "年" << d._month << "⽉" << d._day << "⽇" << endl; return out; }

tip：

重载为全局的⾯临对象访问私有成员变量的问题

//有⼏种⽅法可以解决：

// 1、成员放公有

// 2、Date提供getxxx函数

// 3、友元函数

// 4、重载为成员函数

2.赋值运算符重载（默认成员函数）

赋值运算符重载的特点：

1.赋值运算符重载是⼀个运算符重载，规定必须重载为成员函数。赋值运算重载的参数建议写成

const 当前类类型引⽤，否则会传值传参会有拷⻉

2.有返回值，且建议写成当前类类型引⽤，引⽤返回可以提⾼效率，有返回值⽬的是为了⽀持连续赋值场景。

3.没有显式实现时，编译器会⾃动⽣成⼀个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载⾏为跟默认拷⻉构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷⻉/浅拷⻉(⼀个字节⼀个字节的拷⻉)，对⾃定义类型成员变量会调⽤他的赋值重载函数。

4.像Date这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载就可以完成需要的拷⻉，所以不需要我们显⽰实现赋值运算符重载。//像Stack这样的类，虽然也都是内置类型，但是_a指向了资源，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载完成的值拷⻉/浅拷⻉不符合我们的需求，所以需要我们⾃⼰实现深拷⻉(对指向的资源也进⾏拷⻉)。//像MyQueue这样的类型内部主要是⾃定义类型Stack成员，编译器⾃动⽣成的赋值运算符重载会调⽤Stack的赋值运算符重载，也不需要我们显⽰实现MyQueue的赋值运算符重载。这⾥还有⼀个⼩技巧，如果⼀个类显⽰实现了析构并释放资源，那么他就需要显⽰写赋值运算符重载，否则就不需要。

5.取地址运算符重载

•

将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后

⾯。

•

const实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进⾏修改。

const 修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由Date* const this变为const Date* const this取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，⼀般这两个函数编译器⾃动

⽣成的就可以够我们⽤了，不需要去显⽰实现。除⾮⼀些很特殊的场景，⽐如我们不想让别⼈取到当前类对象的地址，就可以⾃⼰实现⼀份，胡乱返回⼀个地址。

六.类型转换

•

C++⽀持内置类型隐式类型转换为类类型对象，需要有相关内置类型为参数的构造函数。

•

构造函数前⾯加explicit就不再⽀持隐式类型转换。

•

类类型的对象之间也可以隐式转换，需要相应的构造函数⽀持

int main() { // 1构造⼀个A的临时对象，再⽤这个临时对象拷⻉构造aa3 // 编译器遇到连续构造+拷⻉构造->优化为直接构造 A aa1 = 1; aa1.Print(); const A& aa2 = 1;//临时变量具有常性 // C++11之后才⽀持多参数转化 A aa3 = { 2,2 }; // aa3隐式类型转换为b对象 // 原理跟上⾯类似 B b = aa3; const B& rb = aa3; return 0; }

七.static 成员

•

⽤static修饰的成员变量，称之为静态成员变量，静态成员变量⼀定要在类外进⾏初始化。

•

静态成员变量为当前类的所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，不存在对象中，存放在静态区。

•

⽤static修饰的成员函数，称之为静态成员函数，静态成员函数没有this指针。

•

静态成员函数中可以访问其他的静态成员，但是不能访问⾮静态的，因为没有this指针。

•

⾮静态的成员函数，可以访问任意的静态成员变量和静态成员函数。

•

突破类域就可以访问静态成员，可以通过类名::静态成员或者对象.静态成员来访问静态成员变量

和静态成员函数。

•

静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制。

•

静态成员变量不能在声明位置给缺省值初始化，因为缺省值是给构造函数初始化列表的，静态成员

变量不属于某个对象，不⾛构造函数初始化列表。

应用：

求1+2+3+...+n_⽜客题霸_⽜客⽹

class Sum { public: Sum() { _ret += _i; ++_i; } static int GetRet() { return _ret; } private: static int _i; static int _ret; }; int Sum::_i = 1; int Sum::_ret = 0; class Solution { public: int Sum_Solution(int n) { // 变⻓数组 Sum arr[n]; return Sum::GetRet(); } };