3.2　对象

在面向对象程序设计方法中，类是一种封装数据与函数的形式，但在程序中，类是一种复杂的构造数据类型，可以用来定义变量，这个变量称为具有类属性的对象，是类的一个实例，因此在面向对象程序中，类是程序设计的核心，而对象是程序的实体。

3.2.1　对象的创建

类是用户定义的一种数据类型，因此程序员可以使用这个类型在程序中定义变量，这种具有类类型的变量就称为对象，具体示例如下：

     Point p1,p2;

定义对象的格式与定义普通变量是一样的，只要已经定义了类，就可以定义对象。类定义仅提供该类的类型，不占用内存空间，只有在定义了类的对象后，编译系统才会给对象在内存中分配相应的内存空间。对象与类的区别如表3.2所示。

每个对象占据内存中的不同区域，它们所保存的数据成员是不同的，但函数成员都是相同的。在C++中，为节省内存，在创建对象时，只分配用于保存数据成员的内存，而函数成员被放在计算机内存的一个共用区中为每个对象所共享，如图3.2所示。但为了便于理解，读者仍然可以将对象理解为由数据成员和函数成员组成的封装体。

表3.2　类与对象的区别

图3.2　类的对象在内存中的分布

3.2.2　对象中成员的访问

定义了类及对象后，就可以通过对象来访问其中的成员。访问的方式包括圆点访问形式和指针访问形式。对象只能用前一种方式访问成员，而指向对象的指针用两种方式都可以访问。

1. 圆点访问形式

圆点访问形式就是使用成员运算符“.”来访问对象中的成员，具体示例如下：

     对象名.成员
     (*指向对象的指针).成员

成员包括数据成员和成员函数，在类的定义内部，所有成员之间可以相互直接访问，但在类的外部，只能以上述格式访问对象的公有成员。主函数也在类的外部，因此在主函数中定义的类对象，在操作时只能访问其公有成员。

2. 指针访问形式

指针访问形式是使用成员访问运算符“－＞”来访问对象的成员，该运算符前面必须是一个对象的地址，具体示例如下：

使用这种形式访问成员，需要先定义指向该类型的指针变量，在该指针指向某个对象后，再使用这种形式访问。

接下来演示这两种方式访问对象中的成员，如例3-1所示。

例3-1

运行结果如图3.3所示。

图3.3　例3-1运行结果

在例3-1中，第29行通过圆点访问形式访问对象p1中的成员，第31行通过指针访问形式访问p2中的成员。第35行通过运算符“∗”将指针形式转化为圆点形式。读者在使用时，根据实际情况灵活运用这两种访问形式。

3.2.3　this指针

在创建对象时，系统只分配用于保存数据成员的内存，而成员函数为每个对象所共享，this指针将对象和该对象调用的成员函数联系起来，从外部来看，好像每个对象都有自己的成员函数，因此说this指针是C++实现封装的一种处理机制。

this指针是一种隐含指针，它隐含于每个类的成员函数之中，用于指向该成员函数所属的对象。当成员函数被调用时，系统自动向它传递一个隐含参数，该参数就是指向调用该函数对象的指针，从而使成员函数知道对哪个对象进行操作。

例如，例3-1中定义的Point类的成员函数init（）定义如下：

若执行下面语句：

     Point p1,p2;
     p1.init(3,4);

则p1.x与p1.y会被赋值，但成员函数init（）是对象p1和p2共享的，系统通过this指针对p1与p2加以区分。当执行语句“p1.init（3，4）；”时，成员函数init（）的this指针就指向p1，这样成员函数中的x和y就是指p1的数据成员x和y，而不是其他对象的。事实上，C++编译所认识的成员函数init（）定义形式如下：

对象调用成员函数init（）形式如下：

     Point p1,p2;
     p1.init(&p1,3,4);

从上可以得出成员函数与非成员函数的区别：成员函数的参数列表里有个隐含的this指针。通常编程者不必人为地在形参中添加this指针，也不必将对象的地址传给this指针。this指针不能显示的定义，编程者只能使用它，通常如果希望成员函数返回本类对象或者本对象地址，则可以使用this指针，具体示例如下：

     return *this;
     return this;

另外，当成员函数的形参名与该类的成员变量名相同时，必须使用this指针来显示区分，例如，成员函数init（）定义形式如下：

类Point中的私有数据成员x、y与成员函数init（）的形参同名，此处正是使用了this指针，从而使函数中的赋值语句合法有效。如果没有使用this指针，则init（）函数中的赋值语句就变成为“x＝x；y＝y；”，编译时编译器就会报错。