C++——类和对象（上）
类和对象
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。
二、类的引入
由于c语言的结构体中，只能用来定义变量，而在C++中，结构体不仅可以定义变量，还可以定义函数。
struct stack
{
int a;
int c;
void push(int x)
{
a = x;
}
void print()
{
cout << a << endl;
}
};
int main()
{
stack s1;
s1.push(5);
s1.print();
}
上面结构体的定义，在C++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
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。
类的两种定义方式
声明和定义全部放在类体中。
需注意：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。
class Date
{
int _year;
int _mouth;
int _day;
void Init()
{
_year = 2020;
_mouth = 8;
_day = 15;
}
};
类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中。
注意：成员函数名前需要加类名::
cpp文件
#include "class.h"
//声明和定义分开
void student::Init(string name, int age, int phone)
{
_name = name;
_age = age;
_phone = phone;
}
void student::Print()
{
cout << _name << endl;
cout << _age << endl;
cout << _phone << endl;
}
头文件
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//类里面的成员函数都是内联函数
class student
{
private:
string _name; //成员变量命名
int _age;
int _phone;
public:
void Init(string name, int age, int phone);
void Print();
};
四、类的访问限定符及封装
1、访问限定符
C++实现封装的方法：
用类将对象的属性和方法结合在一起，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用户使用。
访问限定符有三个：public（公有）、protected（保护）、private（私有）
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. 如果后面没有访问限定符，作用域就到 } 即类结束。
5. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)
class Date
{
public:
void Init(int year = 1,int mouth = 1,int day = 1)
{
_year = year;
_mouth = mouth;
_day = day;
}
void print()
{
cout << _year << '-';
cout << _mouth << '-';
cout << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _mouth;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
//d1._year = 10;
d1.Init(2020, 8, 5);
d1.print();
}
2、封装
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。
封装本质上是一种管理，让用户更方便使用类。
简单来讲，封装就是让使用者知道如何使用这个程序而不需要知道底层是怎么实现的。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。
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。在类体外定义成员时，需要使用 ::作用域操作符指明成员属于哪个类域。
在上面类定义中就其实已经使用类的作用域了，可以参考上面代码。
六、类的实例化
类的实例化可以这样理解，类只是对对象的一个描述，相当于只是设计出来的方案或图纸，还没有实现，所有没有实例化出来的类不占用空间，只有实例化对象后，才占用实际的物理空间。
七、类对象模型
1、类大小的计算
一个类中，既有成员变量，也有成员函数，在类对象中，储存反方式是这样的：只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段。
class Date
{
public:
void Init(int year = 1,int mouth = 1,int day = 1)
{
_year = year;
_mouth = mouth;
_day = day;
}
void print()
{
cout << _year << '-';
cout << _mouth << '-';
cout << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _mouth;
int _day;
};
int main()
{
cout << sizeof(Date) << endl; //结果是12
}
如果类中什么也没有，称为空类，比较特殊的是，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类的对象。
class student
{};
int main()
{
cout << sizeof(student) << endl; //结果为1
}
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。
2、结构体内存对齐数规则
1.第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
2.其他成员变量要对齐到某个数字 (对齐数)的整数倍的地址处。
注意:对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。
VS中默认的对齐数为8
3.结构体总大小为: 最大对齐数 (所有变量类型最大者与默认对齐参数取最小) 的整数倍。
4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数 (含嵌套结构体的对齐数) 的整数倍。
八、this指针
引出
class Date
{
public:
void Init(int year = 1,int mouth = 1,int day = 1)
{
_year = year;
_mouth = mouth;
_day = day;
}
void print()
{
cout << _year << '-';
cout << _mouth << '-';
cout << _day << endl;
}
private:
int _year;
int _mouth;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2;
d1.Init(2020, 8, 15);
d1.print();
d2.Init(2020, 8, 16);
d2.print();
}
对于上述类，有这样一个问题：
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？
因此，C++中通过引入了this指针来解决这个问题：
C++编译器给每个“非静态的成员函数”增加了一个隐藏的this指针参数，
让该指针指向当前对象，在函数中，所有成员变量的访问都是通过this指针去访问的。
只不过所有操作对用户都是透明的，用户不需要传递，编译器来完成。
特性
1.this指针的类型: 类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。
2.只能在“成员函数”的内部使用。
3.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。
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
以上是C++类和对象的一部分内容。