一、面向过程和面向对象的初步认识

1.C语言面向的是过程，面向过程以函数为中心，程序由一系列函数调用组成。它关注解决问题的步骤（怎么做）。 2.C++面向的是对象，面向对象以对象为中心，程序由多个对象的交互组成。它关注的是对象之间的关系（谁来做）。

就比如交作业： C语言： 我把作业交给课代表->课代表拿到作业并检查->课代表把作业交给老师 C++： 我->课代表->老师

• 对于面向过程，我们需要操纵每个对象去实现对应的工作（函数调用）
• 对于面向对象，每个对象知道自己要做些什么，不需要我们进一步的操纵

二、类的定义

引入：在C语言里，我们的结构体里面是不能够定义函数的，而C++里的类里面却可以定义函数，我们可以将类看作是C语言结构体的plus版。定义类的关键字为 class。类是类似于结构体的一种用户自定义的数据类型。

• struct 的升级：struct 升级成了类，主要体现在C++里的 struct 里面可以定义函数了

2.1 类的定义格式

代码语言：javascript

AI代码解释

class Date//类的名字
//类的主体：由成员函数和成员变量组成
{
public:
	//成员函数
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	//成员变量
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
};

1.格式定义：

1.定义类的关键字：class，虽然 struct 也可以定义类，但一般情况下还是推荐由 class 来定义。 2.Date为类的名字。 3.花括号里的是类的主体，简称类体。 4.类体由成员函数和成员变量组成，其中成员函数也叫做类的方法，成员变量也叫做类的属性。成员变量和成员函数都是类的成员。

2.为了区分成员变量，我们一般在定义成员变量的时候，会在变量名称之前或之后加一个特殊符号比如_。比如上面代码成员变量 year、month、day 加_是为了更好区分它们和函数的形参。这个并不强制，只是惯例。 3.定义在类里面的成员函数默认为inline。

2.2 访问限定符

C++⼀种实现封装的⽅式，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⼾使⽤。 访问限定符分为：public（共有）、protected（保护）、private（私有）

在这里插入图片描述

1. 由 public 修饰的成员在类外可以直接被访问。
2. 由 protected 和 private 修饰的成员在类外不可以被直接访问（我们目前阶段可以认为 protectd 和 private 差不多）
3. 划分区域：从一个访问限定符开始，直到下一个访问限定符或者是遇到 ‘}’ 为止。
4. 由 class 定义的类，其成员默认被 prevate 修饰。
5. 由 struct 定义的类，其成员默认被 public 修饰。

2.3 类域

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。比如接下来要提到的第二种定义方式。

2.4 两种定义方式

2.3.1 声明与定义不分开

1. 声明和定义全部放在类体中。这种情况下，编译器可能会将成员函数当作内联函数来处理

代码语言：javascript

AI代码解释

//.h文件
class Stack
{
public:
	 // 成员函数 
	void Init(int n)
	{
 		 arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
		 if (nullptr == arr)
		 {
			 perror("malloc fail");
			 return;
		 }
		 capacity = n;
		 top = 0;
	}
private:
	 // 成员变量 
	 int* arr;
	 size_t capacity;
	 size_t top;
 };

2.3.2 声明与定义分开

1. 类的声明放在 .h文件里，类的定义放在 .cpp文件里。
2. 在类体外定义函数时，别忘了使用 :: 作用域操作符，并指明在哪个域里。

代码语言：javascript

AI代码解释

//.h文件
class Stack
{
public:
	 // 成员函数 
	 void Init(int n = 4);
private:
 	// 成员变量 
 	int* arr;
	 size_t capacity;
	 size_t top;
 };
 
//.cpp文件
// 声明和定义分离，需要指定类域 
void Stack::Init(int n)
{
 	arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	 if (nullptr == arr)
	 {
		 perror("malloc fail");
		 return;
	 }
	 capacity = n;
	 top = 0;
}

三、类的实例化

概念：

1. 什么是对象？类是一种用户自定义的数据类型，可以类比利用结构体类型定义变量。而对象就是类这种数据类型定义的变量即实例。
2. 而类的实例化就是类在物理空间下创建出对象的过程，对象就是类的具体实例。
3. 类是抽象的，而对象是具体的。可以说，类是对对象的一种抽象化的描述。类只是限定了对象有哪些成员变量，类只是声明，它并没有为这些成员变量分配空间。只有当类实例化为对象时，才会为这些成员变量分配内存。
4. 类可以实例化多个对象，这些对象都占有一定的物理空间。类就好比是一个建筑图纸，它是抽象的，不能住人，不能实现房子的功能。而对象就是依照这副图纸造出来的房子，能够实现房子的功能。

四、类对象模型

4.1 基本模型

1. 类对象中只储存成员变量，不储存成员函数。
2. 成员函数放在公共代码区，只要是这个类实例化出的对象，就都可以使用这个函数。

不储存成员函数的原因： 函数名的本质是指向函数代码内存地址的指针。倘若每个对象都要存储这个成员函数，相当于每个对象都要储存这个函数的指针，而函数的地址是不变的，这是一种对于空间的浪费。

4.2 类对象大小计算方法

1. 类对象的大小就是其中成员变量所占内存之和，计算方法与结构体相同，也遵循结构体内存对齐规则。
2. 对于没有成员变量的对象，编译器会为其分配 1 字节大小的内存，相当于占位。

测试：

代码语言：javascript

AI代码解释

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
// 计算⼀下A/B/C实例化的对象是多⼤？ 
class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _ch << endl;
	}
private:
	char _ch;
	short _s;
};
class B
{
public:
	void Print()
	{
		//...
	}
};
class C
{};
int main()
{
	A a;
	B b;
	C c;
	cout << sizeof(a) << endl;
	cout << sizeof(b) << endl;
	cout << sizeof(c) << endl;
	return 0;
}

结果：

在这里插入图片描述

五、this指针

我们看下面的一段代码：

代码语言：javascript

AI代码解释

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
	//初始化
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	//打印
	void Print()
	{
		cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d1, d2;
	d1.Init(2025, 5, 4);
	d2.Init(2025, 5, 5);
	d1.Print();
	d2.Print();
	return 0;
}

测试结果：

在这里插入图片描述

我们能够观察到： Date类中有 Init() 和 Print() 这两个成员函数，我们在对 d1 和 d2 这两个对象进行初始化和打印的时候，函数是怎么知道我们是针对的哪个呢？因为我们并没有将对象的地址传入。

-------这是因为C++里引入了一个隐含的 this 指针来解决这个问题。它不由用户主动添加，而由编译器完成添加。