C++中类（class）和结构（struct）的区别

2023-10-11 21:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

类描述看上去很像包含成员函数以及public和private可见性标签的结构声明，实际上，C++对结构进行了扩展，使之具有与类相同的特性。它们之间的唯一区别是：结构的默认访问类型是public，而类的默认访问类型为private。在C++中通常使用类来实现类描述，而把结构限制为只表示纯粹的数据对象（常被称为普通老数据POD（Plain Old Data）结构，）。

C和C++中结构体的不同： C语言中的结构体不能为空，否则会报错C语言中的结构体只涉及到数据结构，而不涉及到算法，也就是说在C中数据结构和算法是分离的。换句话说就是C语言中的结构体只能定义成员变量，但是不能定义成员函数。在C++中既可以定义成员变量又可以定义成员函数， C++中的结构体和类体现了数据结构和算法的结合。虽然C语言的结构体中不能定义成员函数，但是却可以定义函数指针，不过函数指针本质上不是函数而是指针，所以总的来说C语言中的结构体只是一个复杂数据类型，只能定义成员变量，不能定义成员函数，不能用于面向对象编程。在 C 中，必须显式使用 struct 关键字来声明结构。在 c + + 中，不需要在 struct 定义类型后使用关键字。 C++中类和结构结构是实值类型（Value Types），而类则是引用类型（Reference Types）。结构使用栈存储（Stack Allocation），而类使用堆存储（Heap Allocation）。

概念：class和struct的语法基本相同，从声明到使用，都很相似，但是struct的约束要比class多，理论上，struct能做到的class都能做到，但class能做到的stuct却不一定做的到。类型：struct是值类型，class是引用类型，因此它们具有所有值类型和引用类型之间的差异。效率：由于栈的执行效率要比堆的执行效率高，但是栈资源却很有限，不适合处理逻辑复杂的大对象，因此struct常用来处理作为基类型对待的小对象，而class来处理某个商业逻辑。总结： (1) 在表示诸如点、矩形等主要用来存储数据的轻量级对象时，首选struct。

(2) 在表示数据量大、逻辑复杂的大对象时，首选class。

(3) 在表现抽象和多级别的对象层次时，class是最佳选择

如果用C语言实现一个类似面向对象的类 // 写法一 #include typedef struct Actress { int height; // 身高 int weight; // 体重 int age; // 年龄（注意，这不是数据库，不必一定存储生日） void (*desc)(struct Actress*); } Actress; void profile(Actress* obj) { printf("height:%d weight:%d age:%d\n", obj->height, obj->weight, obj->age); } int main() { Actress a; a.height = 168; a.weight = 50; a.age = 20; a.desc = profile; a.desc(&a); return 0; }

想达到面向对象中数据和操作封装到一起的效果，只能给struct里面添加函数指针，然后给函数指针赋值。在C语言的项目中你很少会看到这种写法，主要原因就是函数指针是有空间成本的。一般会按照如下的方法写：

// 写法二 #include typedef struct Actress { int height; // 身高 int weight; // 体重 int age; // 年龄（注意，这不是数据库，不必一定存储生日） } Actress; void desc(Actress* obj) { printf("height:%d weight:%d age:%d\n", obj->height, obj->weight, obj->age); } int main() { Actress a; a.height = 168; a.weight = 50; a.age = 20; desc(&a); return 0; }:

再看一个普通的C++类：

// 写法二 #include class Actress { public: int height; // 身高 int weight; // 体重 int age; // 年龄（注意，这不是数据库，不必一定存储生日） void desc() { printf("height:%d weight:%d age:%d\n", height, weight, age); } }; int main() { Actress a; a.height = 168; a.weight = 50; a.age = 20; a.desc(); return 0; }

看着像写法一？其实相当于写法二。C++编译器实际会帮你生成一个类似C语言写法二的形式（这也算是C++ zero overhead指导方针的一个体现）。看到这里就明白了：C++中类和操作的封装只是对于程序员而言的。而编译器编译之后其实还是面向过程的代码。编译器帮你给成员函数增加一个额外的类指针参数，运行期间传入对象实际的指针。类的数据（成员变量）和操作（成员函数）其实还是分离的。每个函数都有地址（指针），不管是全局函数还是成员函数在编译之后几乎类似。

C++结构体和类总结结构体和类最大的区别就是前者访问控制默认为public，而类的默认访问控制是private。而对于public，private，protected的访问控制都是在编译期间由编译器检查的，编译通过后，程序执行过程中就不存在什么访问限制了。笼统一点讲，它们在底层只是类型名称不同，原理都相同。类与对象，类是一个抽象的概念，而对象则是这个抽象概念里的一个具体实例。(如人–CXX…）类一般由数据成员和函数成员组成，而具体对象大小的计算只看数据成员，函数成员属于执行代码，不属于类对象的数据。除本身外，类中的数据成员可以是任何已知的数据类型。为什么类中不能定义自身的对象呢？因为类在实例化时，必须要知道它的大小，而如果有自身，会形成递归定义，没有出口。但注意自身的指针类型是可以的，因为任何类型的指针大小是已知的。类对象大小一般就是数据成员大小之和，但也有些特殊情况不符合这个公式。(1)空类，至少占1字节大小，而不是不占内存空间，如果不占内存大小，那么空类就无法实例化。但是空类就算没有数据成员，也可以有函数成员的，所以仍然需要实例化，而这个至少会分配1字节空间给空类，就是用于实例化的。(2)字节对齐 (3)静态成员数据，类似局部静态数据，存在域全局，作用域局部，在编译期间就已经初始化，保存在全局数据区中。它的大小不算在类对象里。this指针：使用过程中被编译器给隐藏起来了，它其实就是个指针，保存调用对象的首地址，指向当前调用者对象本身。对象的成员函数形参处隐式的有这个this，其实是在调用成员函数时，编译器做了一个小动作：利用寄存器ecx保存了对象的首地址(this)，并以寄存器传参的方式传递到成员函数中。这也是在成员函数中能直接访问成员数据的原因(this->data)，也是判断一个函数不是一般函数而是成员函数的依据。对象作为函数参数：这个不像数组做参数只传递首地址，而是将对象的所有数据成员拷贝一份全部传递过去。这个过程其实会调用系统的拷贝构造函数，就是简单的赋值过程(如果自己写了这个函数，会替换系统的)，所以对于有动态内存分配的类，使用这种传参，调用系统的拷贝构造函数，会出现一个这样的错误，这种传参其实是实参与形参处的两个对象保存着相同的数据，而形参处对象在函数调用结束就会释放调用对应的析构函数，所以对于实参和参数处的两个对象都指向的动态空间被释放了。这时实参处对象的指针还在，但所指内存已经释放了。所以对于这种需要我们自己定义拷贝构造函数，一般有两种思路：(1)深拷贝数据，即对于指针数据不仅拷贝指针本身而且指针所指数据也同时拷贝(2)设置引用计数。但是对于对象传参我们一般使用指针或引用形式，这样即可以避免上面所说错误，同时效率也更高。对象作为返回值：情况和对象作为函数参数一样。

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