c++类和对象 (一)
1. 面向对象和面向过程初步认识
C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。比如洗衣服这个场景：先拿盆子，再防水到盆子中，然后放衣服和洗衣粉，手搓，换水，再手搓，直到水清为止，拧干， 晒衣服。C++语言是面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。总共有四个对象：衣服，人，洗衣机，洗衣粉。
2. 类的定义
C语言结构体中只能定义变量，在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。也可以说C++把C的结构体升级成了类
class className { // 类体：由成员函数和成员变量组成 }; // 一定要注意后面的分号
//实例 struct stack { void Init(int capacity = 5) { //成员函数 int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity); if (tmp == nullptr) { exit(-1); } _a = tmp; _capacity = capacity; _size = 0; } //push/pop/top功能.... int* _a; //成员变量 int _size; int _capacity; }; //C++中更喜欢用class来代替
class为定义类的关键字，ClassName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。
3. 类的访问限定符
C++实现封装的方式：用类将对象的属性与方法结合在一块，让对象更加完善，通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用。
访问限定符：public(公有)、protected(保护)、private(私有)
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(此处protected和private是类似的)
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的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)
见一面
class date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } void out(date x) { cout << x._year << " " << x._month << " " << x._day << endl; } private: int _year; int _month; int _day; };
struct和class区别？
C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class定义类是一样的，区别是struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类默认访问权限是private。注意：在继承和模板参数列表位置，struct和class也有区别
4. 类的作用域
类定义了一个新的作用域，类的所有成员都在类的作用域中。在类体外定义成员时，需要使用 ::作用域操作符指明成员属于哪个类域。
test.h
class date { public: void Init(date* x); void out(date x, int year, int month, int day); private: int _year; int _month; int _day; };
test.cpp
void date::Init(date* x) { //init是属于date这个类域 date* tmp = (date*)malloc(sizeof(date)); if (tmp == nullptr) { exit(-1); } x = tmp; } void date::out(date x, int year, int month, int day) { //out是属于date这个类域 x._year = year; x._month = month; x._day = day; cout << x._year << " " << x._month << " " << x._day << endl; }
5. 类的实例化
用类型创建对象的过程，也就是开空间，称为类的实例化。
类是对对象进行描述的，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它。
一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象 占用实际的物理空间，存储类成员变量。
类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占用物理空间。
6.计算类的大小
现象
class stack { public: void Init(int size = 4) { int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * size); if (tmp == nullptr) { exit(-1); } _a = tmp; _size = 0; _capacity = size; } private: int* _a; int _size; int _capacity; }; int main() { stack s1; cout << sizeof(s1) << endl; return 0; } //32位下输出是12，64位下输出16
问题：为什么成员变量是在对象当中，为什么成员函数不在对象中呢？
我们知道函数名是个地址，当程序运行时，是通过地址跳转到对应的函数体的。这里假设我们有多个对象，那么这里每个对象就都会有相应的函数名地址，这样就浪费了内存空间，所以成员函数放在公共区域–代码段
实例
//类的计算方法和C语言中的结构体计算大小方法一样，可以参考我的C语言中相关结构体知识 // 类中既有成员变量，又有成员函数 class A1 { public: void f1(){} private: int _a; }; class A2 { public: void f2() {} }; // 类中什么都没有---空类 class A3 {}; //A1大小是4，A2和A3大小都是1
计算类的大小的结论：一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然要注意内存对齐，注意空类的大小，空类比较特殊，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类的对象。
7. this指针
7.1 引出
class date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { date d1; date d2; d1.Init(2023, 2, 2); d2.Init(2023, 2, 3); return 0; }
问题：d1和d2对象都调用的同一个函数，怎么知道d1.Init()调用的就是d1的，d2.Init()调用的就是d2的？
这里其实C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成。
//暴露隐藏 class date { public: void Init(date* this, int year, int month, int day) { this->_year = year; this->_month = month; this->_day = day; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { date d1; date d2; d1.Init(&d1,2023, 2, 2); d2.Init(&d2,2023, 2, 3); return 0; }
用法
class date { public: void Init(int year, int month, int day) { this->_year = year; //可以在成员函数内部使用，不能在形参使用 this->_month = month; this->_day = day; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { date d1; date d2; d1.Init(2023, 2, 2); d2.Init(2023, 2, 3); return 0; }
7.2 特性
this指针的类型：类的类型 const*，即成员函数中，不能给this指针赋值。
只能在“成员函数”的内部使用
this指针本质上是“成员函数”的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给
this形参。所以对象中不存储this指针。
this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传
递，不需要用户传递
观察：this指针由编译器通过ecx寄存器自动传递（也就是ecx寄存器来存放对象的地址）
上述现象中看出既然成员函数不是存放在对象中，那么this指针是存放在哪里呢？
this指针是存放在栈上的，因为this是一个隐含的指针形参。
this既然是个指针，那么可以为空吗？
（* p).fun();也是可行的，这里的fun()成员函数不是在对象里面的，是在公用区域–代码段里面的， 所以这里的* p不需要解引用，因为不用在这个对象中找，所以就在代码段中运行，这里的* p的真正的意义是传递给this指针，让编译器知道这个fun()是date类的成员函数，p->fun()也是如此。有没有解引用的行为取决于访问的内容在不在对象中，而不是用没有解引用的符号(*或者->)
this指针使用的场景
class date { public: void Init(int year, int month, int day) { this->_year = year; //this是nullptr并且解引用导致崩溃 this->_month = month; this->_day = day; } private: int _year; int _month; int _day; }; int main() { date* p = nullptr; p->Init(2022, 2, 2); return 0; } //运行崩溃
为什么运行崩溃？
p是一个空指针，当进入Init成员函数时，此时的this指针是一个nullptr，下面的this->_year、this->_month、this->_day都是对指针进行解引用，空指针解引用出现错误。
8. 类的封装
面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
封装的概念：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。
封装的本质：封装本质上是一种管理，让用户更方便使用类
比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。在C++语言中实现封装，可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合，通过访问权限来隐藏对象内部实现细节，控制哪些方法可以在类外部直接被使用。
C和C++区别
- C语言是数据（结构）和方法（函数）是分离的，但是C++是数据（结构）和方法（函数）都放在类里。
- C语言数据访问是自由的，不受限制（可以直接访问，也可以封装函数间接访问），但是C++数据访问方式是受限制的，有类访问限定符可以设置公有、私有、保护。
C语言数据访问自由实例
//C实现栈 typedef int stackType; struct stack { stackType* a; int top; int capacity; }; stackType stackTop(stack s) { return s.a[s.top]; } //访问栈顶元素(访问不受限制，但是用第一种方式必须了解底层实现且不安全) 1.int top = s.a[s.top]; 2.satck s; int top = stackTop(s);
C++语言数据访问实例
typedef int stackType; class stack { public: stackType stackTop(stack s) { return s.a[s.top]; } private: stackType* a; int top; int capacity; }; //数据是私有的，不能直接访问，但是方法（函数）是公有的，可以直接访问使用
