【C++】C++ 类和对象1

面向过程/面向对象

我们常说C语言是面向过程的编程，C++是面向对象的编程
那么，到底什么是面向过程？什么又是面向对象呢？

举第一个例子，比如洗衣服

面向过程
面向过程是将一个问题拆成很多方法，分成很多过程。
通过一个个方法的执行，来解决问题

面向对象
而面对对象是，将事物做管理，人可以做什么，洗衣机可以做什么，然后通过两者之间的交互完成任务。
面向对象主要通过功能划分

例子二 五子棋
我们在设计五子棋时
面向过程的设计思路是将问题拆分成游戏中的个个步骤：
1、开始游戏，2、黑子先走，3、绘制画面，4、判断输赢，5、轮到白子，6、绘制画面，7、判断输赢，8、返回步骤2或进行步骤9，9、输出最后结果。
把上面每个步骤用不同的方法来实现。

面向对象的设计则是从另外的思路来解决问题。

整个五子棋可以分为1、黑白双方，这两方的行为是一模一样的，2、棋盘系统，负责绘制画面，3、规则系统，负责判定诸如犯规、输赢等。第一类对象（玩家对象）负责接受用户输入，并告知第二类对象（棋盘对象）棋子布局的变化，棋盘对象接收到了棋子的变化就要负责在屏幕上面显示出这种变化，同时利用第三类对象（规则系统）来对棋局进行判定。

由此，我们大致了解了二者的差别，不过还是有些抽象的。不过再之后的学习中，我们通过自己设计类，实例化对象，就会更深刻的了解二者差异

C++的struct和class

1.和C的struct的小差异

一 .C++的struct类名和C不同

//C语言
typedef struct QueueNode
{
    struct QueueNode*node;//typedef的使用是在结构体声明后，所以还得全称
	int val;
}Node;

int main()
{
    //命名也还需要struct
    struct Node*head = NULL;
}

//C++
typedef struct QueueNode
{
	//C++可以在结构体内直接用typedef后的名称，并且可以不加struct
	Node*node;
	int val;
}Node;
//不用写struct
Node*head = NULL;

二. C++的struct内部可以声明函数

struct Stack
{
	// 成员函数
	void Init(int n = 4)
	{
		a = (int*)malloc(sizeof(int)* n);
		if (nullptr == a)
		{
			perror("malloc申请空间失败");
			return;
		}

		capacity = n;
		size = 0;
	}

	void Push(int x)
	{
		//...
		a[size++] = x;
	}

	// 成员变量
	//
	int* a;
	int size;
	int capacity;
};

2.访问权限符

类的访问权限符共3个
public
private
protected

struct Date
{
public:
    //一般给外部使用的函数要使用共有
	void Init(int year, int month, int day)//初始化函数
	{
	    //成员变量的名称方便区分
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}

private:
    //一般成员变量要设置成私有

    //成员变量名称前一般加标识_或后面加。方便初始化的时候区分
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
    Date date;
    date.Init(2023,2,3);
    //类外调用私有的变量时不允许的
    //date._year
}

3.类的大小&类的存储

如上，我们定义了一个Date的类，那么请问这个类的大小是多少呢？

大小为12个字节

为什么呢？
C++的类的大小同样和C的结构体一样遵循内存对齐原则，而且只有存储成员变量

如何理解？
类就像一个建筑图纸，而我们实例化出的对象就像一栋栋房子，只有房子内部私有的卧室，厕所我们需要各建各的，而小区的公共设施，篮球场，健身器材，并不独属于任何一个房子。所以成员函数并没有占用相应的空间

那成员函数存储在哪呢？
在栈的公共代码段内，只要在栈内实例化对象，分配空间，那么对象就可以到公共代码段内调用成员函数。

4.成员函数如何区分对象？

还是上面的Date类
我们看Init()初始化函数

	void Init(int year, int month, int day)//初始化函数
	{
	    //成员变量的名称方便区分
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}


int main()
{
    Date d1;
    Date d2;
    d1.Init(2022,2,3);
    d2.Init(2023,2,3);
}

如果两个对象去调用初始化函数，仅凭这些代码，如何区分？

答案是编译器其实帮我们做事了
明面上Init()函数是这样，但是编译器还加了一个变量

    void Init(Date*this,int year, int month, int day)//初始化函数
	{
	    //成员变量的名称方便区分
		this->_year = year;
		this->_month = month;
		this->_day = day;
	}

int main()
{
    Date d1;
    Date d2;
    d1.Init(&d1,2022,2,3);
    d2.Init(&d2,2023,2,3);
}

编译器还加了一个this指针，这样就可以区分不同对象的调用

5.struct和class的区别

C++中的 struct 和 class 基本是通用的，唯有几个细节不同：
使用 class 时，类中的成员默认都是 private 属性的；而使用 struct 时，结构体中的成员默认都是 public 属性的。
class 继承默认是 private 继承，而 struct 继承默认是 public 继承
class 可以使用模板，而 struct 不能

6.this指针的两个面试题

一.this存储在哪？

因为this指针是隐式参数，所以存储在栈(VS中是ecx寄存器)

二.空指针问题

还是Date类，我们加一个fun()函数：打印this的指代的地址

class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		//this是谁调用的this，this指针就指向谁
		cout <<"Init的this地址："<<this << endl;
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		cout << "Init成功调用" << endl;
	}

	void fun()
	{
		cout << "fun的this地址：" << this << endl;
		cout << "fun成功调用" << endl;
	}

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

问题是：

Date*ptr=nullptr;
ptr->fun();
ptr->Init();

哪个会出问题？还是都出问题？

答案是第一个运行通过，第二个崩溃

为什么呢?
原因是ptr->fun并没有解引用，因为成员函数是在公共代码段，所以不需要解引用就可以直接调用函数
那为什么Init函数崩溃了呢？因为初始化中this->_year=year;解引用了，所以崩溃了。

同理

(*ptr).fun()//会崩溃吗？

答案是，不会崩溃。因为同样没有解引用，直接就在公共代码段找到了函数。所以没问题。