回归本质

class 是一种特殊的 struct

在内存中 class 依旧可以看作变量的集合

class 与 struct 遵循相同的内存对齐规则

class 中的成员函数与成员变量是分开存放的

每个对象有独立的成员变量【栈空间、堆空间、全局数据区】

所有对象共享类的成员函数【代码段】

值得思考的问题

void code_1(){    class A    {        int i;        int j;        char c;        double d;    };        cout << "sizeof(A) : " << sizeof(A) << endl;   // ??}

void code_2(){    struct B    {        int i;        int j;        char c;        double d;    };        cout << "sizeof(B) : " << sizeof(B) << endl;   // ?? }

编程实验：对象内存布局初探

#include 
    
     using namespace std;class A{private:    int i;    int j;    char c;    double d;public:    A()    {        i = 0;        j = 0;        c = 0;        d = 0;    }    void print()    {        cout << "i = " << i << ", "             << "j = " << j << ", "             << "c = " << c << ", "             << "d = " << d << endl;    }};struct B{    int i;    int j;    char c;    double d;};int main(){    A a;        cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl;    // 注意这里！    cout << "sizeof(a) = " << sizeof(a) << endl;    cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;        B*p = reinterpret_cast
     
      (&a);                 // 注意这里！        a.print();        p->i = 1;                                       // 注意这里！    p->j = 2;    p->c = 'c';    p->d = 3;        a.print();    return 0;}

输出：sizeof(A) = 20sizeof(a) = 20sizeof(B) = 20i = 0, j = 0, c = , d = 0i = 1, j = 2, c = c, d = 3结论：1. 对象是一个特殊的结构体；2. 通过内存操作可以访问类中的私有成员变量

C++ 对象模型分析

运行时的对象退化为结构体的形式

所有成员变量在内存中依次排布

成员变量间可能存在内存空隙

可以通过内存地址直接访问成员变量

访问权限关键字只在编译时有效在运行时无效

类中的成员函数位于代码段中

调用成员函数时对象地址作为参数隐式传递

成员函数通过对象地址访问成员变量

C++ 语法规则隐藏了对象地址的传递过程

编程实验：对象本质分析

#include 
    
     using namespace std;class Demo{private:    int mi;    int mj;public:    Demo(int i, int j)    {        mi = i;        mj = j;    }        int getI()    {        return mi;    }        int getJ()    {        return mj;    }        int add(int value)    {        return mi + mj + value;    }};int main(){    Demo d(1, 2);        cout << "sizeof(d) = " << sizeof(d) << endl;    cout << "d.getI() = " << d.getI() << endl;    cout << "d.getJ() = " << d.getJ() << endl;    cout << "d.add(3) = " << d.add(3) << endl;    return 0;}

输出：sizeof(d) = 8d.getI() = 1d.getJ() = 2d.add(3) = 6

编程实验：对象本质分析

C 语言中类的模拟实现

Demo.h

#ifndef _DEMO_H_#define _DEMO_H_typedef void Demo;Demo* Demo_Create(int i,int j);int Demo_GetI(Demo* pThis);int Demo_GetJ(Demo* pThis);int Demo_Add(Demo* pThis, int value);int Demo_Free(Demo* pThis);#endif

Demo.c

#include 
    
     #include "Demo.h"struct ClassDemo{    int mi;    int mj;};Demo* Demo_Create(int i,int j){    struct ClassDemo* ret = (struct ClassDemo*)malloc(sizeof(struct ClassDemo));        if( ret != NULL )    {        ret->mi = i;        ret->mj = j;    }        return ret;}int Demo_GetI(Demo* pThis){    struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;        return obj->mi;}int Demo_GetJ(Demo* pThis){    struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;        return obj->mj;}int Demo_Add(Demo* pThis, int value){    struct ClassDemo* obj = (struct ClassDemo*)pThis;        return (obj->mi + obj->mj + value);}int Demo_Free(Demo* pThis){    free(pThis);}

main.c

#include 
    
     #include "Demo.h"int main(){    Demo* d = Demo_Create(1, 2);              // Demo* d = new Demo(1, 2);        printf("d.mi = %d\n", Demo_GetI(d));      // d->getI();    printf("d.mj = %d\n", Demo_GetJ(d));      // d->getJ();    printf("Add(3) = %d\n", Demo_Add(d, 3));  // d->add(3);        Demo_Free(d);        return 0;}

输出：d.mi = 1d.mj = 2Add(3) = 6结论：在 C 语言中，仍然可以使用面向对象的方式编程；

小技巧： C 语言中的信息隐藏

typedef void Demo; 重命名 void 类型，使得外部无法通过相应的变量名直接访问结构体中成员(C++ private)

int main(){    Demo* d = Demo_Create(1, 2);     d->mi;                  // 注意这里！}main.c: In function ‘main’:main.c:14: warning: dereferencing ‘void *’ pointermain.c:14: error: request for member ‘mi’ in something not a structure or union