文章目錄

• 1、面向過程和面向?qū)ο蟪醪秸J識
• 2、類的引入
• 3、類的定義
• 4、類的訪問限定符
• 5、類的作用域
• 6、類的實例化
• 7、計算類對象的大小
• 8、this指針
• 9、 C語言和C++實現(xiàn)Stack的對比

1、面向過程和面向?qū)ο蟪醪秸J識

C語言是面向過程的，關(guān)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。
舉例子來理解一下就是，送外賣，先是商家做飯，打包，聯(lián)系外賣員，外賣員取貨，送貨，聯(lián)系買家，爬樓梯，敲門等。注重的是過程。
C++是基于面向?qū)ο蟮?#xff0c;關(guān)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。
舉例子來理解一下就是，商家，外賣員，買家。注重對象。

2、類的引入

C語言結(jié)構(gòu)體中只能定義變量，在C++中，結(jié)構(gòu)體內(nèi)不僅可以定義變量，也可以定義函數(shù)。比如：用C語言方式實現(xiàn)的棧，結(jié)構(gòu)體中只能定義變量；現(xiàn)在以C++方式實現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)struct中也可以定義函數(shù)。

#nclude<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;typedef int DataType;
struct Stack
{void Init(size_t capacity){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (nullptr == _array){perror("malloc申請空間失敗");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(const DataType& data){// 擴容_array[_size] = data;++_size;}DataType Top(){return _array[_size - 1];}void Destroy(){if (_array){free(_array);_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}DataType* _array;size_t _capacity;size_t _size;
};
int main()
{Stack s;s.Init(10);s.Push(1);s.Push(2);s.Push(3);cout << s.Top() << endl;s.Destroy();return 0;
}

在上面的結(jié)構(gòu)體定義，在C++當(dāng)眾更加的喜歡使用class
C++中有struct和class創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體（創(chuàng)建對象）兩種方法，從下面的代碼當(dāng)中可以了解到在結(jié)構(gòu)體當(dāng)中在次調(diào)用struct必須要帶上struct而class就不需要。

struct List1
{struct List1* arr;
};class List2
{List2* ret;
};

3、類的定義

class className
{
// 類體：由成員函數(shù)和成員變量組成
};

class為定義類的關(guān)鍵字，ClassName為類的名字，{}中為類的主體，注意類定義結(jié)束時后面分號不能省略。
類體中內(nèi)容稱為類的成員：類中的變量稱為類的屬性或成員變量; 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. 聲明和定義全部放在類體中，需注意：成員函數(shù)如果在類中定義，編譯器可能會將其當(dāng)成內(nèi)聯(lián)函數(shù)處理。
2. 類聲明放在.h文件中，成員函數(shù)定義放在.cpp文件中，注意：成員函數(shù)名前需要加類名::

一般情況下，更期望采用第二種方式。
下面簡單介紹一下成員變量（類的屬性）的命名問題。
就是在聲明成員變量的時候在變量名前加_,防止在定義和賦值時的出現(xiàn)問題。當(dāng)然在這里使用其他的方法也是行的。

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){year = year;//err}
private:int year;int month;int day;
};

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

4、類的訪問限定符

【訪問限定符說明】

• 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(quán)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. 如果后面沒有訪問限定符，作用域就到 } 即類結(jié)束。
• 5. class的默認訪問權(quán)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(dāng)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

5、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。在類體外定義成員時，需要使用 :: 作用域操作符指明成員屬于哪個類域。

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day);
private:int _year;int _month;int _day;
};
//要指定該函數(shù)是在哪個類當(dāng)中聲明的。
void Date::Init(int year, int month, int day)//注意
{_year = year;//ture_month = month;_day = day;
}

6、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. 類是對對象進行描述的，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

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day);
private:int _year;int _month;int _day;
};
void Date::Init(int year, int month, int day)
{_year = year;//ture_month = month;_day = day;
}int main()
{Date a;a.Init(1,1,1);return 0;
}

Date類是沒有空間的，只有Date類實例化出的對象才有具體的時間。
3. 做個比方。類實例化出對象就像現(xiàn)實中使用建筑設(shè)計圖建造出房子，類就像是設(shè)計圖，只設(shè)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(shè)計，實例化出的對象才能實際存儲數(shù)據(jù)，占用物理空間。
只有在類的實例化時才會為類中的變量開空間，成員變量是在類當(dāng)中開辟空間的，而成員函數(shù)并不是在類中開辟空間，所以在類的實例化時只會只需要開辟成員變量的空間。

為什么成員變量在對象當(dāng)中，而成員函數(shù)卻不在對象當(dāng)中？
1、每個對象中的成員變量都是不一樣的，需要獨立儲存。
2、每個對象調(diào)用成員函數(shù)都是一樣的，放在共享公共空間（代碼段）

7、計算類對象的大小

class A1 {
public:void f1() {}
private:int _a;
};
// 類中僅有成員函數(shù)
class A2 {
public:void f2() {}
};
// 類中什么都沒有---空類
class A3
{};

A1：4 A2：1 A3:1
結(jié)論：一個類的大小，實際就是該類中”成員變量”之和，當(dāng)然要注意內(nèi)存對齊
注意空類的大小，空類比較特殊，占位，編譯器給了空類一個字節(jié)來唯一標(biāo)識這個類的對象。

8、this指針

Date類中有 Init 與 Print 兩個成員函數(shù)，函數(shù)體中沒有關(guān)于不同對象的區(qū)分，那當(dāng)d1調(diào)用 Init 函
數(shù)時，該函數(shù)是如何知道應(yīng)該設(shè)置d1對象，而不是設(shè)置d2對象呢？
C++中通過引入this指針解決該問題，即：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(dāng)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。
下面代碼是系統(tǒng)將透明的代碼顯示出來的樣子，從下面的圖片中也可以看出this用于區(qū)分不同對象。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:void Init(Date* 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, d2;d1.Init(&d1, 2022, 1, 11);return 0;
}

指針的特性

1. this指針的類型：類類型* const，即成員函數(shù)中，不能給this指針賦值。
2. 只能在“成員函數(shù)”的內(nèi)部使用
3. this指針本質(zhì)上是“成員函數(shù)”的形參，當(dāng)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。
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

在上文當(dāng)中提到了成員函數(shù)（類的方法）存放在代碼段當(dāng)中，但是不要和函數(shù)參數(shù)和臨時變量存放的方法混淆，他們是存放在棧區(qū)。
接下來我么們來考慮兩個問題

1. this指針存在哪里？
   因為在計算類對象大小的時候，只是計算了成員變量的大小，所以并沒有給this指針開辟空間。
   this指針存放在棧區(qū)（vs當(dāng)中存放在ecx寄存器當(dāng)中）
2. this指針可以為空嗎？
   從下面的代碼中也是可以看出看到空指針解引用就是錯誤的，而是要看調(diào)用的對象當(dāng)中是否有解引用的操作。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){cout << this << endl;this->_year = year;this->_month = month;this->_day = day;}void func(){cout << this << endl;cout << "func()" << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date* p = nullptr;p->func();           //正常運行p->Init(2023,3,1);   //程序崩潰(*p).func();         //正常運行return 0;
}

9、 C語言和C++實現(xiàn)Stack的對比

c語言
可以看到，在用C語言實現(xiàn)時，Stack相關(guān)操作函數(shù)有以下共性：

• 每個函數(shù)的第一個參數(shù)都是Stack*
• 函數(shù)中必須要對第一個參數(shù)檢測，因為該參數(shù)可能會為NULL
• 函數(shù)中都是通過Stack*參數(shù)操作棧的
• 調(diào)用時必須傳遞Stack結(jié)構(gòu)體變量的地址

結(jié)構(gòu)體中只能定義存放數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，操作數(shù)據(jù)的方法不能放在結(jié)構(gòu)體中，即數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)
的方式是分離開的，而且實現(xiàn)上相當(dāng)復(fù)雜一點，涉及到大量指針操作，稍不注意可能就會出
錯。

c++
C++中通過類可以將數(shù)據(jù) 以及 操作數(shù)據(jù)的方法進行完美結(jié)合，通過訪問權(quán)限可以控制那些方法在
類外可以被調(diào)用，即封裝，在使用時就像使用自己的成員一樣，更符合人類對一件事物的認知。
而且每個方法不需要傳遞Stack*的參數(shù)了，編譯器編譯之后該參數(shù)會自動還原，即C++中 Stack *
參數(shù)是編譯器維護的，C語言中需用用戶自己維護。

最后：文章有什么不對的地方或者有什么更好的寫法歡迎大家在評論區(qū)指出