1. 前言

今天我们来学习C++初期最重要的知识点，类与对象，因为类与对象涉及的知识太多，所以我将分为上中下三个部分来为大家讲解类与对象。

2. 面向过程和面向对象

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。但C++也不是纯粹的面向对象，可以是面向对象和面向过程混编。

下面我以洗衣服来举例说明面向过程和面向对象的区别：

面向过程：先拿个盆子、放水、放进去衣服、放洗衣粉、手搓、拧干、晾衣服。这就是面向过程。

面向对象：总共有4个对象：人、衣服、洗衣粉、洗衣机，人将衣服放进洗衣机、再倒入洗衣粉、再启动洗衣机，洗衣机就会完成洗衣服的过程并甩干，整个过程是这四个对象交互完成的，人不需要关心洗衣机是如何洗衣服并甩干的。

3. 类的引入

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。
C++兼容C的struct语法，同时将struct升级成了类，但定义类时，C++中更多使用class。

//成员变量和成员函数
struct Stack
{
	void Init()
	{
		a = 0;
		top = capacity = 0;
	}
	void Push(int x)
	{
	
	}
	void Pop()
	{
	
	}

	int* a;
	int top;
	int capacity;
};

int main()
{
	Stack st;
	st.Init();

	return 0;
}

4. 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。

4.1 类的俩种定义方式

1.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。（如果符合inline的条件）
2.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::

5. 类的访问限定符及封装

5.1 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 protected private

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.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)
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

5.2 封装

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
在类和对象阶段，主要是研究类的封装特性。
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。
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。

6. 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。

7. 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。
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。

int main()
{
	Person p1;//类的实例化
	Person p2;//实例化的每个Person对象成员变量都是独立空间，是不同的变量，但每个Person对象调用的成员函数都是同一个
	Person p3;
	p1.PrintPersonInfo();
	return 0;
}

8. 类对象的存储方式

只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段。
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（与C语言中结构体的内存对齐一样）
没有成员变量的类对象（空类），给1byte，占位，不存储实际数据，标识对象存在。

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << a << endl;
	}

	void Func()
	{
		cout << "A::Func" << endl;
	}
private:
	char a;
	int b;
};

int main()
{
	cout << sizeof(A) << endl;
	
	A* ptr = nullptr;
	ptr->Func();//正常运行，编译链接时就根据函数名去公共代码区找到了函数的地址，再call函数。
	
	return 0;
}

在这里插入图片描述

9. this指针

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。

比如我们现在定义了这样一个类：

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;
};

int main()
{
	Date d;
	d.Init(2023, 4, 27);
	d.Print();
	return 0;
}

以上代码会被编译器转换成下面的样子：


class Date
{
public:
	void Init(Date* const this, int year, int month, int day)
	{
		this->_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}

	void Print(Date* const this)
	{
		cout << this->_year << "-" << this->_month << "-" << this->_day << endl;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d;
	d.Init(&d,2023, 4, 27);
	d.Print(&d);
	return 0;
}

9.1 this指针特性

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,形参和实参的位置不能显示传递和接收this指针。
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。
5.this指针存在栈区，因为他是一个形参。