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前言
一、类的引入
二、类的定义
1.类的两种定义方式
三、类的访问限定符及封装
1.访问限定符
2.封装
四、类的作用域
五、类的实例化
六、类对象模型
1.计算类对象的大小
2 类对象的存储方式猜测
3. 结构体内存对齐规则
七、this指针
1. 引入
2 this指针的特性
总结
前言
本节内容：
1.面向过程和面向对象初步认识
2.类的引入
3.类的定义
4.类的作用域
5.类的实例化
6.类的访问限定符及封装
7.类的对象大小的计算
8.类成员函数的this指针
C语言是面向过程的，关注的而是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。
C++是基本于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的而交互完成。
一、类的引入
在C语言中，结构体只能定义变量，而在C++中，结构体不仅可以定义变量，也可以定义函数，C++兼容C语言，struct以前的用法都可以继续用，同时struct升级成为类，类定义的也是一个域，称为类域，所以
struct Stack st1;
Stack st2; // 可以省略写
在类中，定义的变量可以在任何地方，C++中的struct可以访问其中的函数在，C++中我们引入了class这一关键字，替代了C语言的struct
struct Stack
class Stack
{
public:
// 成员函数
void Init(int defaultCapacity = 4)
{
a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
if (nullptr == a)
{
perror("malloc申请空间失败");
return;
}
capacity = defaultCapacity;
top = 0;
}
二、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其中，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的分号。
类中的元素成为类的成员：类中的数据称为类的属性或者成员变量；类中的函数成为类的方法或者成员函数
1.类的两种定义方式
类里的函数的声明和定义是可以分离的，但是如果只是在.cpp文件中定义是不可以的，编译器不知道它是全局的函数还是类里的函数，并且函数里使用的变量名如果是在类里定义的，那么也会出现问题，所以我们要加上 类名：：修饰函数 ，例如：
void Stack::Init(int defaultCapacity = 4)//声明放在类的头文件
class Person
{
public:
void show();
public:
char* _name;
char* _sex;
int _age;
};#include"person.h"
void Person::show()
{
cout << _name << "-" << _sex << "-" << _age << endl;
}1.1 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。如果我们想要将成员函数变为内敛函数，那么声明和定义不能分离
1.2 声明放在.h文件中，类的定义放在.cpp文件中
一般情况下，我们会将成员函数较长的声明和定义分离，较短的直接定义。另外，成员变量和成员函数内的变量名容易起冲突，所以我们一般将成员变量名前加上 _ 以示区分
小知识：在类里变量的使用不受限定符的限制
class Person
{
public:
void Init(int year)
{
_year = year;//如果成员变量名前没有加_，那么这里就会成为year = year局部和成员变量名相同，局部优先
}
public:
int _year;
int _month;
int _day;
};
三、类的访问限定符及封装
1.访问限定符
【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
问题： C++ 中 struct 和 class 的区别是什么？解答：C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体去使用。另外C++中struct还可以用来定义类，和class是定义类是一样的，区别是struct的成员默认访问方式是public，class是struct的成员默认访问方式是private。
2.封装
面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
在类和对象阶段，我们只研究类的封装特性，那什么是封装呢？
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 ：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。
在这里封装就是规范程序员的行为，只能通过仅有的使用权去使用，不能超过权限去做别的事情，因为C语言太过自由了，一些人的行为并不友好，例如：
封装后：
成员变量都成为了私有，所以我们只能通过仅有的成员函数来进行操作，这就是封装的本质：管理，"不规范不文明的行为"就被杜绝了。
四、类的作用域
四个域：局部域、全局域、命名空间域、类域
其中局部域和全局域影响生命周期，命名空间域和类域不影响生命周期。
类定义了一个新的作用域——类域，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;
}五、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1
对于一个函数声明和定义是可以去区分的，而变量的声明和定义的区别是看是否开辟空间，我们在class中的成员变量是声明，不是定义，只有用类的类名来定义一个变量时，才真正定义了成员变量，为它们开辟空间，实例化对象。
class Person
{
public:
void show();
public:
char* _name;
char* _sex;
int _age;
};
void Test()
{
Person man;
//这时才是真正开辟了空间，即类的实例化
man._name = "Tom";
man._age = 10;
man._sex = "man";
man.show();
}我们不能调用没有实例化的成员变量（公用成员变量），就像图纸里不能住人 ！
六、类对象模型
1.计算类对象的大小
类的空间大小只计算成员变量，不计算成员函数，因为即使成员变量名相同，但是空间地址不同，而成员函数如果相同，那么函数的空间地址相同，因为它们代码指令相同，多建立相同的函数没有意义，共用会使空间利用率提升
2 类对象的存储方式猜测
1.对象中包含类的各个成员
问题：对于上述两种存储方式，那计算机到底是按照那种方式来存储的？
// 类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:
void f1(){}
private:
int _a;
};
// 类中仅有成员函数
class A2 {
public:
void f2() {}
};
// 类中什么都没有---空类
class A3
{};3. 结构体内存对齐规则
为什么要内存对齐？
由于硬件设计，每次读取字节数固定，如果内存是紧挨着存，而如果为硬件每次固定4字节读取，读取效率会变低，例如在类中定义了char变量和int变量，那么类所占的空间大小是8字节
以空间换时间
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。
【面试题】
1. 结构体怎么对齐？ 为什么要进行内存对齐
2. 如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐
3. 如何知道结构体中某个成员相对于结构体起始位置的偏移量
4. 什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，有没有遇到过要考虑大小端的场景
七、this指针
1. 引入
class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
// d1.Print();
// d2.Print();
void Print()
{
// this不能在形参和实参显示传递，但是可以在函数内部显示使用
//this = nullptr;
cout << this << endl;
cout << this->_year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
// 编译器会成员函数的处理
/*void Print(Date* const this)
{
cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
}*/
//private:
int _year; // 年 声明
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main()
{
Date d1, d2;
d1.Init(2022, 1, 11);
d2.Init(2022, 1, 12);
d1.Print();
d2.Print();
//Date::_year; 错误写法
//d1._year; 要看_year是否为public
/*d1.Print(&d1);
d2.Print(&d2);*/
return 0;
}对于上述类，有这样的一个问题：
由于前面讲解过，成员函数实在公共区域的，没有对对象的区分，那么我们在调用类的成员函数时SetDate函数时，该函数是如何知道应该设置s1对象，而不是s2对象呢？
//类中的成员函数定义
void Print()
{
cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}
//编译器会将成员函数处理为：
void Print(Date* this)
{
cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
}
//函数调用
d1.Print();
//在函数调用时，编译器又会处理为
d1.Print(&d1);注意：this不能在形参和实参显示性的传递（不能写出来），但是可以在函数内部显示使用（在函数内用this指针），并且this不可修改，它的定义是 类类名* const this
访问类内成员时，不能用 类名：：成员名/成员函数，这是错误的，因为函数默认传递的是类的地址，直接传类名编译器判断不了传谁，并且没有实例化本身也是错误的，只能通过实例化后的类通过 . 或 ->进行访问。
2 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
【面试题】1. this指针存在哪里？
对象里/栈/堆/静态区/常量区
首先就不能在对象里，因为我们计算对象大小时，就没有计算this指针的大小。
this是形参，那么形参压栈时跟普通参数一样在函数调用的栈帧里面，VS环境下，对this指针传递进行优化，对象地址是放在ecx寄存器中的，ecs储存this指针的值
2. this指针可以为空吗？
// 1.下面程序能编译通过吗？ // 2.下面程序会崩溃吗？在哪里崩溃 class A { public: void PrintA() { cout << _a << endl; } void Show() { cout << "Show()" << endl; } private: int _a; } int main() { Date* p = NULL; p->PrintA(); p->Show(); }
要理解更深入就想它的底层汇编，空指针只有访问空指针内的数据才会出错，传递空指针是没有错误的
现在再来看C语言实现的栈，C语言的栈全部暴露在外，主程序想用什么用什么，C++实现的栈，允许被调用的成员函数被public修饰，而不想被别人调用的成员函数和成员变量都被privte修饰。在C++调用类的成员函数时，我们不用再像C中传递实例化类的地址，因为C++自动帮我们传递，并用this指针接收类的地址，这就体现了C++在此的优势。
总结
理解类和对象的概念，我们已经半只脚踏进C++的大门，熟记本节内容，下一节，我将讲解类和对象-中，难度高。
最后，如果小帅的本文哪里有错误，还请大家指出，请在评论区留言（ps：抱大佬的腿），新手创作，实属不易，如果满意，还请给个免费的赞，三连也不是不可以（流口水幻想）嘿！那我们下期再见喽，拜拜！
