1. 面向过程与面向对象
C语言是面向过程的，注重过程，通过调用函数解决问题。
比如做番茄炒蛋：买番茄和鸡蛋->洗番茄和打鸡蛋->先炒蛋->把蛋放碟子上->炒番茄->再把蛋倒回锅里->加调料->出锅
而C++是面向对象的，注重对象之间的交互。在做番茄炒蛋这个过程中大致分为以下几个对象：食材（番茄与鸡蛋），炒菜设备（锅、电磁炉、铲子等），调料（油、盐、糖），碟子。我们只关注各个对象的交互，不关注电磁炉怎么打开及关闭，不关注调料怎么放等过程。
2. 类的引入
C语言的结构体中只能定义变量，在C++中的结构体不仅可以定义变量，也可以定义函数。比如在实现栈上，C语言的结构体只能定义变量，而在C++上还能放入函数定义。
struct stack
{
int* _a;
int _top;
int _capacity;
void init(int default_capacity = 4); //声明
void push(int x)
{
_a[_top] = x;
_top++;
}
void pop()
{
_top--;
}
int get_top()
{
if (_top < 0)
return -9999;
return _a[_top - 1];
}
void destroy()
{
free(_a);
}
};
int main()
{
struct st;
st.init();
st.push(1);
st.push(2);
st.push(3);
st.push(4);
cout << st.get_top() << endl;
st.pop();
cout << st.get_top() << endl;
st.pop();
cout << st.get_top() << endl;
st.pop();
cout << st.get_top() << endl;
st.pop();
st.destroy();
return 0;
}
在C++中，更喜欢用类来替代结构体
3. 类的定义
3.1 语法：
class className
{
// 类体：由成员函数和成员变量组成
}; // 一定要注意后面的分号
class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。
类体中内容称为类的成员：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者成员函数。
3.2 类的两种定义方式
- 声明和定义全部放在类内
class stu_info
{
private:
char _name;
int _age;
char _gender;
int _class;
public:
void show_info()
{
cout << "姓名：" << _name << "年龄：" << _age << "性别：" << _gender << "班级：" << _class << endl;
}
};
- 声明在类内(xx.h)，成员函数放在类外(xx.c)定义（或者部分类内，部分类外）
xx.h
class stack //类有权限功能
{
private: //私有，只能在类内使用
//成员变量，建议前面加个_,用于区分函数的形参
int* _a;
int _top;
int _capacity;
public: //公有，类外也可以使用
//成员函数, 在变量之前或之后都可以，因为类域是一个整体
// 类里面的函数也可以声明定义分离
void init(int default_capacity = 4); //类内声明
void push(int x) // 在类内定义的函数默认是inline
{
_a[_top] = x;
_top++;
}
void pop()
{
_top--;
}
int get_top()
{
if (_top < 0)
return -9999;
return _a[_top - 1];
}
void destroy()
{
free(_a);
}
};
xx.c
void stack::init(int default_capacity) //类外定义，要指定类域
{
int* temp = (int*)malloc(sizeof(int) * default_capacity);
if (temp == nullptr)
{
perror("malloc fail.");
return;
}
_a = temp;
_top = 0;
_capacity = default_capacity;
}
一般我们希望采用第二种形式。
成员命名规则建议：尽量让每个成员变量名前面都加下划线，以防跟成员函数名冲突，具体看项目要求。
4. 类的访问限定符和封装
4.1 访问限定符
用类将对象的属性和方法（成员函数）结合在一起，让对象更加完善，通过配置过的访问权限，有选择性地将接口提供给外部用户使用。
注意：
- public修饰的成员可以在类外被访问；
- protect与private修饰的成员只能在类内被访问（在外定义的成员函数也可以访问）
- 访问权限从第一个访问限定符开始，直到遇到下一个访问限定符
- 如果最后一个访问限定符直到 } 结束也没有其它访问限定符，那么其中包含的成员的访问权限都取决于这个访问限定符
- 在使用class时，若未标明访问限定符，则默认访问权限是private，而struct的默认访问权限是public，这是为了兼容C语言而设定的。
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
4.2 类的封装
面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。
封装本质是一种管理，为了给用户更好地使用类。
5. 类的作用域
类定义了一个新的作用域，类的所有成员都在类的作用域中。
如果在类内声明，类外定义成员函数时，要加上域作用限定符，指定类域，如下：
返回类型 类名::函数名(形参)
void stack::init(int default_capacity) //类外定义，要指定类域
{
int* temp = (int*)malloc(sizeof(int) * default_capacity);
if (temp == nullptr)
{
perror("malloc fail.");
return;
}
_a = temp;
_top = 0;
_capacity = default_capacity;
}
6. 类的实例化
用类类型创建对象的过程被称为类的实例化。
类就好比一张房屋设计图纸，而对象就如同经这张图纸设计出来的房屋。
类并没有被实际分配空间，但对象却有。
一个类可以实例化出多个对象，占用实际的物理空间，存储类成员变量。
7. 类的对象大小的计算
一个类的大小实际上就是类中成员变量决定的，同时也要考虑内存对齐。(成员函数不计入)
注意空类的大小，空类比较特殊，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类的对象。内存对齐规则
- 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
- 其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。 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中默认的对齐数为8
- 结构体总大小为：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。
- 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。
8. 类成员函数的this指针
8.1 this指针的引出
创建一个日期类：
class Date
{
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print()
{
cout << this->_year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
//this类型是 Date* const this，不可修改指向
//this指针本身隐藏了，不能在形参和实参上显示传递
//this指针放在哪？this是形参，所以是放在栈内，在函数调用的栈帧内
}
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
这个类中有两个函数Init与Print，我们在调用这两个函数的时候，发现少了1个参数，这个参数就是对象，如果少了这个对象，那我们调用了之后到底会有什么结果？那肯定是编译报错。所以，我们有理由认为：类的成员函数肯定隐藏了一个参数，这个参数是指向对象本身的！
C++编译器给每个“非静态的成员函数“增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象(函数运行时调用该函数的对象)，在函数体中所有“成员变量”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成。
8.2 this指针的特性
- this的类型： 类的类型* const；即不能自行修改this的指向！
- this指针只能在成员函数内使用；
- this指针本质上是成员函数的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址传给this形参，即对象不存储this指针；
- this指针是成员函数第一个形参，由编译器自动传递，不需要用户传递。
int main()
{
Date d1, d2;
d1.Init(2022, 1, 11);
d2.Init(2022, 1, 12);
d1.Print(); // this指针起作用，实际上是Print(&d1)
d2.Print(); // 所以这里即使用同样的函数，但却可以显示不同结果
//错误写法：
//Date::_day; //声明不是实的，设计图不能住人
//d1::_day; //::为域作用限定符，对象不是域
//Date::Init(); //Date是类域
return 0;
}
