一.初步認識面向過程和面向對象

面向過程，關注的是怎么去做，比如在外賣系統(tǒng)中，強調(diào)點餐，做餐，送餐等一系列動作的方法，反映到語言中是函數(shù)方法的實現(xiàn)；而面向對象，更關注的是誰去做，比如在外賣系統(tǒng)中，強調(diào)的是商家，買家和送貨員之間的交互，反映到語言中則是對象的實現(xiàn)。

C語言是面向過程的，關注的是過程，分析出求解問題的步驟，通過函數(shù)調(diào)用逐步解決問題。

C++是基于面向對象的，關注的是對象，將一件事情拆分成不同的對象，靠對象之間的交互完成。

這里C++由于兼容C語言，因此既是面向過程，又是面向對象的，但是C++更關注的是對象，所以說C++是基于面向對象的。

二.類的引入

在C語言中，結構體只能定義變量，而在C++中，結構體升級為類，既可以定義變量，也可以定義函數(shù)：

struct Book
{
	void SetInfo(const char* name, const char* writer, double price)//建立書本信息
	{
		strcpy(_name, name);
		strcpy(_writer, writer);
		_price = price;
	}
	void PrintInfo()//打印書本信息
	{
		cout << _name << endl;
		cout << _writer << endl;
		cout << _price << endl;
	}
	char _name[20];
	char _writer[20];
	double _price;
};
int main()
{
	Book b1;
	Book b2;
	b1.SetInfo("老人與海", "海明威", 12.54);
	b2.SetInfo("駱駝祥子", "老舍", 14.88);
	b1.PrintInfo();
	cout << endl;
	b2.PrintInfo();
	return 0;
}

上面的結構體struct即為一個類，{}則形成了一個類域，{}中的內(nèi)容為結構體Book的成員，既有成員變量，又有成員函數(shù)。在C++中，類通常用class這個關鍵字來表示。那么struct和class二者之間有什么區(qū)別呢？接下來我們就來介紹類。

三.類的定義

class className
{
 // 類體：由成員函數(shù)和成員變量組成
}; // 一定要注意后面的分號

class為定義類的關鍵字，ClassName為類的名字，{}中為類的主體，注意類定義結束時后面分號。

類中的元素稱為類的成員：類中的數(shù)據(jù)稱為類的屬性或者成員變量; 類中的函數(shù)稱為類的方法或者成員函數(shù)。

類的兩種定義方式：

1.定義和聲明全部放在類體中，需要注意的是：

成員函數(shù)被定義在類體中，編譯器會默認將其當作內(nèi)聯(lián)函數(shù)，其效用等同于函數(shù)前加上inline關鍵字，若不知道何為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，可以參考之前文章中關于內(nèi)聯(lián)函數(shù)的介紹。

C++入門

2.聲明與定義分離

聲明放在頭文件中，而定義放在源文件中。

通常情況下，為了代碼的規(guī)范性，更傾向于采用第二種方法來實現(xiàn)類，并且代碼較短的成員函數(shù)直接定義在類體中，而代碼較長的函數(shù)定義在類體外。

需要注意的是，類中的成員變量均為聲明，它們在實例化之前都未被分配空間，不能稱作為定義。

四.類的訪問限定符及封裝

1.訪問限定符

在之前我們討論到class和struct之間有什么區(qū)別，那么這里我們將會介紹，首先，我們來了解以下類的訪問限定符及封裝。
C++實現(xiàn)封裝的方式：用類將對象的屬性與方法結合在一塊，讓對象更加完善，通過訪問權限選擇性的將其接口提供給外部的用戶使用。

訪問限定符的說明：

1.public修飾的成員在類外可以直接被訪問

2.protected和private修飾的成員在類外不能直接被訪問(此處protected和private是類似的)

3.訪問權限作用域從該訪問限定符出現(xiàn)的位置開始直到下一個訪問限定符出現(xiàn)時為止

4.在沒有訪問限定符的情況下，class的默認訪問權限為private，struct為public(因為struct要兼容C)

注意：訪問限定符只在編譯時有用，當數(shù)據(jù)映射到內(nèi)存后，沒有任何訪問限定符上的區(qū)別。

由上面的說明我們就可以知道struct和class這兩個關鍵字之間的區(qū)別在哪里了：實際使用過程中，struct和class定義類時并無區(qū)別，只是在二者均沒有訪問限定符的時候，struct默認的訪問權限為public，而class默認的訪問權限為private。

2.封裝

我們知道面向對象有三大特性：封裝，繼承，多態(tài)。在類和對象階段，我們研究類的封裝特性。

首先，封裝指的是將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法進行有機結合，隱藏對象的屬性和實現(xiàn)細節(jié)，僅對外公開接口來和對象進行交互。

其次，從本質上來說，封裝是一種管理：舉個例子，景區(qū)如果不加管理的話，那么景區(qū)的東西很可能會被不守規(guī)章制度的人破壞，這就好比C語言中為被封裝的代碼隨時可能被修改，有時導致出現(xiàn)很大的錯誤；那么為了加強管理，保護景區(qū)，就需要設立景點售票口，同時安裝監(jiān)控和保安來保證景區(qū)不被破壞。

類也是如此，對于我們不想被隨意修改的成員變量，我們用private表示其為私有，而為了使用者能夠合理調(diào)用，我們將使用方法封裝成一個個的接口即成員函數(shù)用public表示其為公用，至此我們將成員封裝起來，同時開放一些公有的成員函數(shù)對成員合理的訪問。所以封裝本質是一種管理，使用封裝可以是代碼更加安全。

五.類的作用域

類定義了一個新的作用域，類的所有成員都在類的作用域中。在類體外定義成員，需要使用 :: 作用域解析符指明成員屬于哪個類域。

比如，在上面介紹類的第二種實現(xiàn)方式中的代碼，在Book.cpp中定義函數(shù)ShowInfo時就是指定其為類域Book中的成員函數(shù)。

//Book.h
class Book//書
{
public:
	void ShowInfo();//展示書的信息
private:
	char* _name;//書名
	char* _writer;//作者
	double _price;//價格
//Book.cpp
#include "test.h"
void Book::ShowInfo()
{
	cout << _name << " " << _writer << " " << _price << endl;
}
};

六.類的實例化

用類類型創(chuàng)建對象的過程，稱為類的實例化

1.類只是一個模型一樣的東西，限定了類有哪些成員，定義出一個類并沒有分配實際的內(nèi)存空間來存儲它

2.一個類可以實例化出多個對象，實例化出的對象占用實際的物理空間，存儲類成員變量

3.打個比方，類實例化出對象就像現(xiàn)實中使用建筑設計圖建造出房子，類就像是設計圖，只設計出需要什么東西，但是并沒有實體的建筑存在，同樣類也只是一個設計，實例化出的對象才能實際存儲數(shù)據(jù)，占用物理空間

七.類對象模型

1.計算類對象的大小

類包含了成員變量和成員函數(shù)，那么類的大小應該如何計算呢？首先我們來看看下面這個代碼的結果是什么：

class Book
{
public:
	void ShowInfo(){}
private:
	char* _name;
	char* _writer;
	double _price;
};
int main()
{
	cout << sizeof(Book) << endl;
	return 0;
}

可以看到，類Book的大小為16，那么這個16是怎么求出來的呢？

2.類對象的存儲方式

我們再來看一個代碼：

class C1//類中既有成員變量，又有成員函數(shù)
{
public:
	void fun();
private:
	int _a;
};
class C2//類中只有成員函數(shù)
{
public:
	void fun();
};
class C3//類中什么都沒有，即空類
{
};
int main()
{
	cout << "C1:" << sizeof(C1) << endl;
	cout << "C2:" << sizeof(C2) << endl;
	cout << "C3:" << sizeof(C3) << endl;
	return 0;
}

它的結果是：

可以看到C1的大小為成員變量_a的大小，C2和C3的大小均為1，說明類的大小并不包括成員函數(shù)的大小，實際上如果類實例化時也會給成員函數(shù)開辟一塊空間，那么當一個類創(chuàng)建多個對象時，每個對象中都會保存一份成員函數(shù)的代碼，相同代碼保存多次，浪費空間。

既然成員函數(shù)不在類的大小計算范圍內(nèi)，那么為什么空類的大小為1呢？這是因為一個類創(chuàng)建的時候需要開辟一塊空間來占位，因此內(nèi)存需要開辟一個字節(jié)，這個字節(jié)的空間是沒有意義的，其不存儲任何有效數(shù)據(jù)，但是其標識了空類的存在。

結論：一個類的大小，實際就是該類中”成員變量”之和，當然也要進行內(nèi)存對齊，注意空類的大小，空類比較特殊，編譯器給了空類一個字節(jié)來唯一標識這個類。

八.this指針

1.this指針的引出

不知道你是否注意到，在C和C++實現(xiàn)棧的代碼中，二者的函數(shù)參數(shù)有些許不同

可以看到，C++的函數(shù)參數(shù)比起C語言實現(xiàn)的函數(shù)都少了一個參數(shù)，那么問題來了，在下面代碼中s1和s2都調(diào)用Init函數(shù)時，編譯器是怎么區(qū)別是哪個變量調(diào)用的呢？這就是我們即將要介紹的this指針所起到的作用了。

int main()
{
	cpp::Stack s1;
	cpp::Stack s2;
	s1.Init();
	s2.Init();
	s1.Push(1);
	return 0;
}

實際上，C++編譯器給每個“非靜態(tài)的成員函數(shù)“增加了一個隱藏的指針參數(shù)，讓該指針指向當前對象(函數(shù)運行時調(diào)用該函數(shù)的對象)，在函數(shù)體中所有成員變量的操作，都是通過該指針去訪問。只不過所有的操作對用戶是透明的，即用戶不需要來傳遞，編譯器自動完成。

根據(jù)調(diào)試窗口可以看到this指針就是s1的地址，通過this指針可以訪問s1。

2.this指針的特性

1.this指針的類型：類類型* const，比如上面代碼中的this指針類型為Stack*

2.只能在“成員函數(shù)”的內(nèi)部使用，this作為一個關鍵字不能拿它去當作變量的名字，其使用時可以顯式的使用，比如：

		void Init() 
		{
			this->_a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
			this->_top = 0;
			this->_capacity = 4;
		}

3.this指針本質上其實是一個成員函數(shù)的形參，是對象調(diào)用成員函數(shù)時，將對象地址作為實參傳遞給this形參。所以對象中不存儲this指針。又因為this指針為形參，而形參和函數(shù)中的局部變量是存儲在函數(shù)棧幀中的，因此this指針可以認為是存儲在棧中的。

4.this指針是成員函數(shù)第一個隱含的指針形參，一般情況由編譯器通過ecx寄存器自動傳遞，不需要用戶傳遞.

我們最后再來看一個問題：this指針可以為空嗎？

我們還是通過一個代碼來看：

class A
{
public:
	void Show()
	{
		cout << "Show()" << endl;
	}
	void Print()
	{
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Show();
	p->Print();
	return 0;
}

那么p->Show(); p->Print();這兩句代碼能否運行成功呢？

可以看到第一句代碼運行成功了，而第二句代碼運行崩潰了。

這是因為成員函數(shù)的地址并不存在于對象中，而是存在于公共代碼段；而上面的代碼中調(diào)用函數(shù)時將p傳給了隱含的this指針，并不會去訪問p所指向的空間，就不存在空指針的解引用，因此程序可以并編譯成功。而調(diào)用Show函數(shù)也沒有對this指針解引用，因此程序運行成功了；調(diào)用Print函數(shù)則會對this指針解引用，故程序崩潰了。

結論：對于調(diào)用不會對this指針解引用的函數(shù)，this指針可以為空；而對于調(diào)用會對this指針解引用的函數(shù)，this指針不能為空。

總結

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關注腳本之家的更多內(nèi)容！

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