类和对象（1）

1.面向过程和面向对象初步认识

C++面向对象但不纯面向对象。JAVA纯面向对象。
所以C++支持C和C++面向对象混编。
C面向过程，关注的是过程

2.类的引入

类和结构体的区别：

1. 类里可以有数据：成员变量
2. 类可以定义函数
3. 可以写成ListNode,不需加struct。
   C struct ListNode是类型。
   C

//C++兼容C结构体的用法。
typedef struct ListNode
{
  int val;
  struct ListNode* next;
}LTN;

C++

//C++把结构体升级成类
struct ListNode//声明这是个类，struct关键字不能去掉
{
  int val;
  ListNode* next;//后面想用这个类型的时候可以去掉。
};

如何用类？
C数据和方法分离，C++方法可以在类的里面

struct Stack
{
//成员函数
//成员函数直接定义到类里面
	void Init(int n=4)//缺省值
	{
		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;
};
int main()
{
	Stack st;//对象
	//如何调用函数？
	st.Init(4);
	st.Push(1);
	st.Push(2);
	st.Push(3);
	st.Push(4);
	return 0;
}

C++可以用struct定义类，但更喜欢用class定义类。

3.类的定义

class className
{
  //类体：包括成员函数（类的方法）和成员变量（类的属性）
}；//一定要注意后面的分号！！！！

• class：定义类的关键字
• className：类名
• {}：类的主体
• 类体中的内容：类的成员
  定义一个声明和定义分离的类。
  缺省参数生命和定义不能同时给，一般在声明给。
  Stack.h

#pragma once
#include 
#include 
//类成员函数声明和定义分离
struct Stack
{
	//成员函数
	void Init(int n = 4);//缺省参数在声明给

	void Push(int x);//类的声明
	//成员变量
	int* a;
	int size;
	int capacity;
};

Stack.cpp

#include "Stack.h"
void Stack::Init(int n)//Stack告诉编译器Init不是全局函数，是栈这个类的成员函数
{
	a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);//看栈这个类里有没有a这个成员变量
	if (nullptr == a)
	{
		perror("malloc申请空间失败");
		return;
	}
	capacity = n;
	size = 0;
}
void Stack::Push(int x)
{
	//...
	a[size++] = x;
}

用class Stack却编不过，为什么呢？
此时要用到访问限定符。

4.类的访问限定符和封装

4.1访问限定符

C++访问限定符有三种：公有保护和私有，现阶段保护和私有没有区别。共有及在类外可以直接访问。保护和私有在类里可以访问，类外不可访问。

公有	保护	私有
public	protect	private

1. 访问限定符不会限定在类里面的访问，锁外面的人不锁里面的人。
2. 类里面可以有多个访问限定符，限定从该访问限定符到下一个访问限定符出现时位置，如果没有下一个访问限定符则到}结束。
3. class的默认访问限定符是私有，struct是公有（因为struct要兼容C）。所以上一文中报错了。
   实际生活中不希望默认，希望大家指清楚到底是私有还是公有。
   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。

#pragma once
#include 
#include 
struct Stack
{
public：
    void Init(int n = 4);
	void Push(int x);
private：
	int* a;
	int size;
	int capacity;
};

大多数情况下成员变量都是私有的，成员函数不给别人用的是私有，给别人用的是公有。
C++中struct和class没有区别，但是struct可以像C语言去用。
Test.cpp

class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};
int main()
{
	Stack st;

	Date d1;
	d1.Init(2023, 2, 3);//调用函数，年月日被初始化
	return 0;
}

4.2封装

【面试题】：面向对象的三大特性：封装，继承，多态
封装：将下面的细节藏起来，本质是一种更好的管理。
C++的封装：将数据和方法都放在类里面去了，即当前封装的极限，并把自己想访问的定义成共有，不想的定义成私有和保护。

5.类的作用域

类定义出一个新的作用域（类域）。

class Person
{
 public:
   void PrintPersonInfo();
 private:
   char _name[20];
   char _gender[3];
   int _age;
};
void Person::PrintPersonInfo()//PrintPersonInfo属于Person这个类域
{
  cout<<_name<<" "<<_gender<<" "<<_age<<endl;//此时可以调用私有
}

6.类的实例化

即用类类型
声明即要定义这个函数或变量，这个变量的类型是什么，名称是什么，参数是什么，但实际这个变量没有出来。定义即把其实实在在在的空间给开出来（对于变量而言）。
类就像一个别墅的设计图，设计了细节，但不能住人，实例化即根据设计图建造出一栋栋别墅。

class Date
{
public:
	void Init(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}//函数的定义
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;//声明，没有开空间

};

只需要计算成员变量的大小。

int main()
{

	//类对象实例化--开空间
	Date d1;//定义才是开空间，对于对象整体定义。
	//Date._year=1;
	//Date::year=0;
	//以上两种不可以，声明内不可存数据。
	//d1._year=1;//也不行，访问限定符是私有的。访问不了，访问的时候需要调用这个函数。改成公有就可以了。
	d1.Init(2023,9,12);//Init函数存在哪里呢？
	d1._year++;
	cout<<sizeof(d1)<<endl;
	//类对象大小要考虑内存对齐规则
	return 0;
}//输出12

为什么成员变量存在对象里面，成员函数不存在对象里面？
每个对象的成员变量不一样，需要独立存储。
每个对象调用的成员函数一样，放到共享公共区域（代码段）。
只需要计算成员变量的大小。

//类中既有成员变量，又有成员函数
class A1{
pubic:
 void f1(){}
private:
 int a;
};//sizeof(A1):4
//类中仅有成员函数
class A2{
public:
 void f2(){}
};//sizeof(A2):1//【考点】如果是0，A2 aa1；没有实例化，不能取地址
//类中什么也没有
class A3
{}；//sizeof(A3):1，这一个字节用来进行占位，不存储有效数据，标识对象存在过，被实例化定义出来了。

没有成员变量的类都是一个字节

6.2结构体内存对齐规则

1. 第一个成员在于结构体偏移量为0的地址处
2. 其他成员变量要对齐到某个数字（对其书）的整倍的地址处
   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默认对齐数为8.
3. 结构体的总大小：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。

7.this指针

原来代码：

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

编译器处理完：

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

原来代码：

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

	return 0;
}

编译器处理完：

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

	return 0;
}

如果是d1调用，this是d1的地址，赋值给d1的年月日。
不可以自己去加。

//可以在类里使用this，但是实参和形参里不可以
cout<<this<<endl;
this->_year = year;
this->_month = month;
this->_day = day;
//一般不会这么写

1. this存在哪里？–存在对象里面？答案❌。
   在栈上，因为他是形参，隐含的形参，不需要显示写，是编译器自己加的。/VS下通过ecx寄存器。
   程序进行编译，编译后成员变量存在对象里，实例化出一个对象，对象存在栈上。成员函数不要存在栈中，因为成员函数存在一个公共区域，编译的时候要确定call这个函数的地址，这个地址不在对象中去找，在代码段。因为函数的地址是这些指令的地址，这些指令是存在哪呢？存在于代码段。两个东西完全不一样，要从两个不同的角度理解。一个是指令，一个是指令运行过程中的相关数据。不要把两个东西混在一起。
   《深入理解计算机系统》——修炼内功

7.2this指针的特性

void func()
{
 cout<<this<<endl;
 cou<<"func()"<<endl;
 }
int main()
{
//编译报错 运行崩溃 正常运行
  Date* ptr=nullptr;
  ptr->func();
  //结果：正常运行
  ptr->Init(2023,9,12);//运行崩溃，用this去解引用了this->year
  ptr->_year;//会崩溃，因为_year在对象里面,到指针指向的对象去找，指针是一个空指针，相当于解引用。
  （*ptr).func();//正常运行，ptr真正的意义是传递给this，所以也是正常运行，没有解引用这个行为
  Date::func();//不能这么调用，因为要传递this指针。没有this指针调用。
}

指针调用用箭头，有箭头不一定解引用。函数不在对象里。调用这个函数要call这个地址，这个地址在公共区域去找，公共区域：代码段。
成员函数不可以不用对象去调，直接func（）。

1. 受到类域的限制，一般都不在类域里面去找，只在全局去找。在全局找func找不到
2. 告诉func是Date的成员函数，调用成员函数要传递this指针，所以没有解引用，但是ptr传递给了this指针(cout<
3. 会不会解引用，取决于要不要在对象中去找，而不是有没有这个符号。
   调用函数一共就需要两个动作，一个是传参，传this指针，一个是调用函数，这两个动作都不涉及要去解引用。
   成员函数不是成员对象。

封装（补充）

C语言和C++真正的区别：数据结构的实现与语言无关

	C	C++
数据和方法	分离的	都封装在类里面
名字	繁琐	简洁
数据访问	自由不受限制	控制访问方式。愿意给你访问的公有，不愿意私有
底层		一样

封装在一起才能通过访问限定符限制。