C++初阶语法——类和对象
前言：C语言中的结构体，在C++有着更高位替代者——类。而类的实例化叫做对象。
本篇文章不定期更新扩展后续内容。
目录
- 一.面向过程和面向对象初步认识
- 二.类
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- 1.C++中的结构体
- 2.类的定义
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- 类的两种定义方式
- 3.类的访问限定符及封装
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- 访问限定符说明
- 4.类的实例化
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- 对象只存储成员变量，不存储成员函数
- 成员函数存储在公共代码区
- 5.this指针
一.面向过程和面向对象初步认识
在学习C语言的时候，我就时常听说过面向过程和面向对象，但是对这两个概念的认知非常模糊，那么这两者有什么区别呢？
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。
而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。我们不需要关注过程是怎么完成的，我们只需要关注对象间的交互。
面向对象有3大特性——封装，继承，多态。
二.类
1.C++中的结构体
C语言中结构体中只能定义变量，而在C++中，结构体中不仅能定义变量，还可以定义函数（struct升级成了类）。
以数据结构——栈为例：
直接在结构体内定义函数。
实例化对象时，无需再写struct，只需写结构体名。
#include2.类的定义
在C++中，类更喜欢用class而非struct。
这两者在默认访问限定上有些区别，struct默认为public，而class默认为private，更符合面向对象的要求。这也是为什么更喜欢使用class。该点在下文默认访问限定符也会讲解。
class Classname
{
//类体：成员函数+成员变量
}; //跟结构体一样有分号不要忘
class为定义类的关键字，Classname为类名，{}中为类的主体，类体中的内容称为类的成员，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成员函数。
类的两种定义方式
一种就是向上面的栈一样将函数声明定义都写在类里面，值得一提的是，这种函数会被编译器当成内联函数。
还有一种就是将类声明放在头文件中，在源文件中定义函数，但是需要注意的是，成员函数名前需要加类名::（域作用限定符），一般第二种用的更多。
//obj.h
#include3.类的访问限定符及封装
C++实现封装的方式：用类将对象的属性(成员变量)和方法(成员函数)结合在一起，让对象更加完善，通过访问限定符选择性的将其接口提供给外部的用户使用。
共有3种访问限定符：在诸如php，java等语言中都有。
访问限定符说明
利用好访问限定符，可以有效保护好类中的数据，防止其他人随便访问。
1.public:公有的类成员可以在任何地方被访问。
protect：受保护的类成员则可以被其自身以及其子类和父类访问。
private：私有的类成员则只能被其定义所在的类访问。
（在学继承之前，protect和private使用起来没差）
2.struct默认为public，class默认为private。
3.访问权限作用域从该访问限定符开始到下一个访问限定符出现。
4.如果后面没有访问限定符，作用域到 } 为止。
5.一般情况下，成员变量都设置为private。
以日期类为例：
class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year; //声明，没有定义，不占空间
int _month;
int _day;
};
4.类的实例化
用类创建对象的过程，叫做类的实例化。
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。实例化出的对象才占用实际的内存空间，且只存储成员变量，不存储成员函数。
以日期类为例：
class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year; //声明，没有定义，不占空间
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1; // 类的实例化
Date d2, d3; // 一个类可以实例化出多个对象
//下面两行代码可行吗，为什么？
//Date::_year = 1; //并没有实例化对象，只是声明没有开空间，更不必说初始化了。
//d1._year = 1; //实例化了呢？也不行，因为_year是私有成员变量，只能在Date类中更改。
return 0;
}
对象只存储成员变量，不存储成员函数
上文说过，类的主体有两个：成员变量和成员函数。
但实际上实例化的对象中只存储成员变量，而成员函数存储在公共代码区。
请看下例代码（类的空间大小计算和结构体一样，遵循结构体内存对齐规则）：
class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year; //声明，没有定义，不占空间
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date s1;
cout << sizeof(Date) << endl;
cout << sizeof(s1) << endl;
return 0;
}
控制台输出如下：
可以发现，12是只计算成员变量得到的结果，因此可以得知对象中并不存储成员函数。
之所以这样是因为成员函数对每个对象都是一样的，其会被存储在公共代码区，这样不必要在每次实例化对象时都存储一次成员函数，大大提高了程序效率。
成员函数存储在公共代码区
请看如下代码，各位觉得能够运行成功吗？
class Example
{
public:
void Print()
{
cout << "Print()" << endl;
}
private:
int _a;
int _b;
};
int main()
{
Example* s1 = nullptr;
s1->Print(); //空指针指向？？？？
return 0;
}
控制台显示如下：
运行成功了，为什么呢？上面不是空指针解引用问题吗，程序应该崩溃呀？
答：上面说过成员函数存储在公共代码区，直接向公共代码区call该函数的地址，不需要向对象s1中找东西，因此不会发生空指针解引用操作。
5.this指针
类的成员函数中都隐藏了一个this指针参数。
this在实参和形参位置不能显示写，但是可以在类里面显示的用。
this指针不可被更改.
仍以日期类为例：
class Date {
public:
//this在实参和形参中不能显示地写
//在类中可以显示地用(没什么价值)
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
/*void Init(Date* const this ,int year, int month, int day)
{
this->_year = year;
this->_month = month;
this->_day = day;
}*/
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Init(2023, 8, 11); //d1.Init(&d1,2023,8,11);
return 0;
}