C++从入门到精通（第二篇） ：C++的基础和灵魂：类和对象（上篇）

一.面向过程和面向对象初步认识

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。 C++是基于面向对象的，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。

示例：网上购物系统

面向过程：下单，接单，邮递

面向对象：卖家，买家，快递公司之间的交互以及关系

二.类的引入

C语言中，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。

struct Student
{
//类型成员函数
//初始化学生信息
  void SetStudentInfo(const char* name, const char* gender, int age)
  {
    strcpy(_name, name);
    strcpy(_gender, gender);
    _age = age;
  }
//打印学生信息
  void PrintStudentInfo()
  {
    cout << _name << " " << _gender << " " << _age << endl;
  }
//类型成员变量
  char _name[20];
  char _gender[3];
  int _age;
};

上面结构体的定义，在C++中更喜欢用class来代替

三.类的定义

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

1. class为定义类的关键字，ClassName为类的名字
   
2. {}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号。
   
3. 类中的元素称为类的成员：类中的数据称为类的属性或者成员变量; 类中的函数称为类的方法或者成员函数。
   

• 类的两种定义方式：

4. 声明和定义全部放在类体中，需要注意：成员函数如果在类中定义，编译器可能会将其当成内联函数处 理。

2. 声明定义分离

注：一般情况下，更期望采用第二种方式 （便于后期查看和维护，也便于内联函数定义的控制）

四.类的访问限定符及封装

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。

• 访问限定符说明

1. public修饰的成员在类外可以直接被访问
2. 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)
3. 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
4. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)

注意：访问限定符只在编译时有用，当数据映射到内存后，没有任何访问限定符上的区别

封装

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。

• 例：

封装本质上是一种管理：我们如何管理兵马俑呢？比如如果什么都不管，兵马俑就被随意破坏了。那么我们 首先建了一座房子把兵马俑给封装起来。但是我们目的全封装起来，不让别人看。所以我们开放了售票通 道，可以买票突破封装在合理的监管机制下进去参观。类也是一样，我们使用类数据和方法都封装到一下。 不想给别人看到的，我们使用protected/private把成员封装起来。开放一些共有的成员函数对成员合理的访 问。所以封装本质是一种管理。

五.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，需要使用 :: 作用域解析符 指明成员属于哪个类域。

class Person
{
public:
void PrintPersonInfo();
private:
char _name[20];
char _gender[3];
int _age;
};
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
cout<<_name<<" "_gender<<" "<<_age<<endl;
}

六.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

1. 类只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
2. 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
3. 做个比方。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

七.类对象模型

类对象的大小计算

只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段

• 每个对象中成员变量是不同的，所以不能同时使用一份成员变量，但是一份成员函数可以被多个对象调用，并且不影响其他对象数据储存.

结构体内存对齐规则

• 为什么要进行内存对齐？

1. 平台移植性： 不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
   
2. 读取效率： 数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。 原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问

八.this指针

• 示例：以Date类为例

class Date
{
public :
  void Display ()//等同于void Display (Date*this)
  {
    cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <<endl;
  }
  void SetDate(int year , int month , int day)//等同于void SetDate(Date*this, int year , int month , int day)
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
private :
  int _year ; // 年
  int _month ; // 月
  int _day ; // 日
};
int main()
{
  Date d1, d2;
  d1.SetDate(2018,5,1);//等同于d1.SetDate(&d1,2018,5,1)
  d2.SetDate(2018,7,1);//等同于d2.SetDate(&d2,2018,7,1)
  d1.Display();//d1.Display(&d1)
  d2.Display();//d2.Display(&d2)
  return 0;
}

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。

this指针的特性

1. this指针的类型：类类型* const

2. 只能在“成员函数”的内部使用

3. this指针本质上其实是一个成员函数的形参，是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。

4. 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

总结

这是类和对象的上篇，只是浅浅地了解了对象，下一节会更深入地理解 类和对象 和 六大默认构造函数