6. 类的实例化
用类创建对象的过程，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
类就好比是建造房子的图纸，类的实例化就好比用图纸去建造房子。图纸只是对房子进行了一个描述，用图纸建造出来的房子（类的实例化）才占用实际空间。
一张图纸可以建造多栋房子，那同样：
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（成员函数是不存储在对象中的，我们后面会讲）
7. 类对象模型
7.1 类对象大小的计算
现在有这样一个类：
class Date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } private: int _year; int _month; int _day; };
问题：
类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算一个类的大小？
7.2 类对象的存储方式猜测
我们猜测，有以下几种可能：
- 对象中包含类的各个成员，成员变量和函数都存储在对象中
- 但这样存储好吗？
缺陷⚠：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同样的成员函数，如果按照此种方式存储，当一个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份成员函数，相同码保存多次，浪费空间。
那么如何解决呢？
- 成员函数只保存一份，在对象中保存存放函数的地址
- 只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段
对于上述三种存储方式，那计算机到底是按照那种方式来存储的，下面我们就来验证一下：
首先提醒大家C++中类对象大小的计算方法和C语言结构体是一样的，都要考虑内存对齐。
那先我们就用上面那个Date类创建一个对象，看它的大小是多少：
所以呢：
没错，正确的存储方式是第三种：类对象中只存储成员变量，不存储成员函数（地址也没有），成员函数存放在公共的代码段。
打个比方，大家可以这样理解：
我们说了类就好比是建造房子的图纸，一张图纸可以建造多个房子，那同样道理，一个类就可以实例化多个对象。
那对象的属性（成员变量）呢，就可以看作是房子里面的厨房、浴室…这些东西，每栋房子里面都有。
那类中的成员函数（方法）呢，就可以看作小区里的篮球场，小卖部等，这种东西需要一个房子里面建一个吗？那就太浪费了吧，是不是整个小区共用一个就行了啊。所以成员函数是不存在对象里的，而是存在公共的代码段。
所以说：
计算一个类对象的大小，只需要考虑其中的成员变量就行了，当然记得要按照结构体内存对齐的规则进行计算。
下面我们就来做几个练习，计算几个类的大小：
那类的大小是多大，它创建的对象就是多大，就像整型int的大小是4个字节，用int创建的变量也是4个字节。
第一个：
class A1 { public: void f1(){} private: int _a; };
那这不是简单吗？成员变量就一个，是整型的，那就4个字节嘛。
第二个：
class A2 { public: void f2() {} };
哎这个怎么算？没有成员变量，只有一个成员函数，但我们说成员函数是存在代码段的啊。
那它的大小是0吗？我们来看一下：
欸，是1。
那这个呢：
// 类中什么都没有---空类 class A3 {};
一个空类，那按照上面的结果来分析，A3的大小也应该是0，也是一个成员变量都没有：
🆗，也是1。
那为什么不含成员变量的类大小是1个字节呢？
一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”大小之和，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。
可以理解为占位，来标识这个类或者类的对象的存在。
7.3 结构体内存对齐规则复习
至于这里用到的结构体内存对齐的规则：
我们在C语言阶段也详细讲解过了，大家不熟悉的可以复习一下：
链接: link
C语言专栏中的一篇文章：【自定义类型详解】第一篇——结构体详解
8. this指针
8.1 this指针的引出
我们看这样一个类：
class Date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } private: int _year; int _month; int _day; };
那我们现在用该类创建两个对象，并调用成员函数：
int main() { Date d1, d2; d1.Init(2022, 1, 11); d2.Init(2022, 1, 12); d1.Print(); d2.Print(); return 0; }
我们看到这里能够正确的对d1，d2的属性（成员变量）进行初始化并打印。
那就有一个问题值得我们思考一下：
Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当d1调用 Init 函数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？
那原因在于：
C++中通过引入this指针解决该问题。
即：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。
8.2 this指针的特性
- this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值（不能修改）。
比如在上面的Date类中，this指针的类型就是
Date* const
- 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
8.3 this指针相关面试题
this指针存在哪里？
我们上面提到this指针其实是一个隐含形参，是成员函数的形参，它不存在于对象中，那this指针存在于哪里呢？
🆗，是形参的话，是不是在栈上啊。
所以this指针是存在于栈上的，但是呢，有些编译器会进行优化，比如vs，一般会保存在ecx寄存器中，通过编译器自动传递。
- this指针可以为空吗？
看这个类：
class Date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; cout << this << endl; } void func() { cout << "func" << endl; } private: int _year; int _month; int _day; };
然后大家思考一下这样做会产生什么后果：
给大家几个选项：
编译错误、运行崩溃、正常运行。
大家觉得是啥？
我们来运行看一下：
没有出现异常，正常运行。
跟大家想的一样吗？
🆗，我们来解释一下。
p1是一个Date类型的空指针，然后我们通过p1去调用类的成员函数func。
大家可能会想，这里不是对空指针解引用了吗？怎么还运行正常啊？
那要告诉大家的是，我们不能看到->或者.就认为一定存在解引用，还是要根据具体情况进行分析。
我们上面说调用类成员函数时会进行一个隐式的传参，传的是当前调用成员函数的对象的地址，那现在的情况是什么，是不是传过去了一个空指针啊。
但是传参传空指针一定会出错吗？
是不是不一定啊，函数那边没有进行空指针的检查，那是不是只要不对空指针进行解引用就没问题啊。
而func函数里面是不是只是打印了一个字符串“func”，并没有对空的this指针解引用，所以程序正常运行，没有问题。
那继续，看这种情况：
如果我们调Init函数呢？
那这下是不是就要出问题了啊，因为Init函数里面是不是要通过this指针去找当前对象的成员变量（解引用了），但现在传过来的this指针是空指针，那对空指针解引用是不是程序就崩溃了。
那再来看一个：
这样呢？
这句代码虽然有(*p1)，看起来进行了解引用，但是我们说了，有->或者.也未必一定会解引用，这句代码(*p1).func();和p1->func();本质上是不是一样啊（大家可以调试去查看它们的汇编代码是相同的），只是把空指针传给this了，但是函数体内是不是并没有对其解引用啊，所以没事。
最后再来看一个，如果是这样呢？
我们把私有private访问限定符屏蔽掉，然后执行p1->_day = 6;这句代码，会不会有问题？
是不是不行啊这样，因为成员变量_day是在对象里的，我们要访问是不是要通过对象的指针去访问啊，但是现在p1是空指针，这里是会进行解引用的，所以不行！
9. C语言和C++实现栈Stack的对比
回忆一下，我们当时C语言实现栈是怎么写的：
可以看到，在用C语言实现时，Stack相关操作函数有以下共性：
每个函数的第一个参数都是Stack*
函数中必须要对第一个参数检测，因为该参数可能会为NULL
函数中都是通过Stack*参数操作栈的
调用时必须传递Stack结构体变量的地址
结构体中只能定义存放数据的结构，操作数据的方法不能放在结构体中，即数据和操作数据的方式（函数）是分离开的，对数据的操作比较自由，而且实现上相对复杂一点，涉及到大量指针操作，稍不注意可能就会出错。
那C++要实现栈呢：
C++中通过类可以将数据 以及 操作数据的方法进行完美结合，通过访问权限可以控制哪些方法在类外可以被调用，即封装，在使用时就像使用自己的成员一样，更符合人类对一件事物的认知。
而且每个方法不需要传递Stack*的参数了，对象调用其成员函数时编译器会自动把对象的地址传给this指针，C语言中需用用户自己维护。
这篇文章就先到这里，欢迎大家指正！！！
下一篇我们继续类和对象剩余内容的学习！！！
