C++ ：三、面向对象编程（1）_c++面向对象编程概念-优快云博客

（一）面向对象的概念

面向对象编程是一种编程范式，它以对象为核心来组织程序结构。对象就是在现实世界中，某个具体的实体在计算机世界中的映射和体现。在 C++ 中，对象是类的实例，类是一种用户自定义的数据类型，它封装了数据（成员变量）和操作这些数据的函数（成员函数）。

比如：银行中实体的柜员，可以进行分析，并将其概念化为具有工号、姓名、性别等状态，和具有存款取款等行为的集合。在C++中就可以设计一个class类，再通过实例化对象，模拟现实中不同的柜员。

（二）状态和行为是对象的主要属性

成员变量是对象的属性（变量、指针数组等），属性的值确定对象的状态。。例如，在一个汽车对象中，汽车的颜色、当前速度、燃油量等都是汽车对象的状态。

成员函数是对象的方法，确定对象的行为。以汽车为例，汽车的启动、加速、刹车、转弯等操作都是汽车对象的行为。

（三）类的设计与实例化对象

1、类的设计

class Student 
{
public:
    // 公共成员变量
   string student_id;

     // 构造函数
    Student(const string& name, int age, const string& student_id)
        : name(name), age(age), student_id(student_id) {}

    void getDetails() const 
    {
        cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << ", Student ID: " << student_id << 
      endl;
    } 

protected:
    // 受保护的成员变量
    int age;

private:
    // 私有成员变量
    string name;
};

其中“class类名” 称为类头，花括号中的部分称为类体，类体中定义了类成员表。

public protected private是三种重要的访问修饰符，它们用于控制类成员的访问权限：

public（公共）：public可以被类的任何外部代码访问。这意味着，无论是同一个文件中的其他函数，还是其他文件中的代码，只要能够访问到该类的对象，就能访问其public成员。
protected（受保护）：protected成员只能被当前类及其派生类（子类）的成员函数访问。这提供了一种机制，使得某些成员可以在类的内部和继承层次结构中被更广泛地使用，而不会被类的外部直接访问。
private（私有）：private成员只能在当前类内部访问，包括该类的成员函数和其他private成员。这种限制确保了对象的某些部分只能通过类提供的公共接口（通常是public成员函数）来访问，从而实现了封装和数据隐藏。

2、对象的创建与使用

int main() {
    // 创建一个学生对象
    Student student1("Alice", 20, "S12345");

    // 获取并打印学生详情
    student1.getDetails();
   //直接打印ID
    cout << "Student ID: " << student1.student_id << endl;
    return 0;
}

上述代码创建了Student类的一个对象student1同时为它分配了属于它自己的存储块，用来存放数据和对这些数据实施操作的成员函数，对象只在定义它的域内有效。

3.C++对象模型

各对象的内存分为：安放成员数据的数据区和安放成员函数的代码区，他们拥有独立的数据区，但代码区是公共的，这样做大大节省了内存。

（四）this指针

对于同一类的不同的对象，编译器在执行成员函数时，是如何知道处理的是哪个对象的数据的？

编译器对程序员自己设计的类型分为三次编译：

1.识别和记录类体中属性的名称，类型和访问限定，如属性在类体中的类型无关，如Student的ID。

2.识别和记录类体中函数原型（返回类型+函数名+参数列表），形参的默认值，访问限定，但不识别函数体。

3.改写在类中定义函数的参数列表和函数体，改写对象调用成员函数的形式。

class Int
{
private:
	int val;
public:

	void SetVal(int x) 
	{
		this->val = x;
	}
	int GetVal() const
	{
		return val;
	}
};

改写后会成为：

void SetVal(int x) // 在编译时会改写为：void SetVal(Int * const this , int x)

int GetVal() const // int GetVal(const Int * const this )

（五）构造函数与析构函数

构造函数是一种特殊的成员函数，用于初始化对象。当创建类的实例（对象）时，构造函数会自动被调用。

特点：

构造函数的名称与类名相同。
构造函数没有返回类型，即使是void也不写。
构造函数在创建对象时自动调用，无需手动调用。
一个类可以有多个构造函数，这些构造函数可以有不同的参数列表，以实现不同的初始化方式。
构造函数可以使用初始化列表来初始化成员变量，这是一种更高效的初始化方式。

class Int
{
private:
	int val;
public:
	Int()//都带有this指针 无返回类型，有返回值，返回值就是它自己
	{
		val = 0;
		cout << "call Int()" << endl;
	}
	Int(int x )
	{
		val = x;
		cout << "call Int(int x)" << endl;
	}
	
};

构造函数的用途：1.创建对象 2.初始化对象中的属性 3.类型转换。

类型转化的例子：

int main()
{

	int x = 10;
	Int a(20);
	a = x;//先Int x（10），赋给a后，x析构掉   （必须是单参）
	return 0;

}

析构函数是另一个特殊的成员函数，用于释放对象占用的资源。当对象的生命周期结束时（例如，对象离开作用域或被显式删除），析构函数会自动被调用。

特点：

析构函数的名称是类名前加上波浪号（~）。
析构函数不接受任何参数。
析构函数没有返回类型，即使是void也不写。
析构函数在对象的生命周期结束时自动调用，无需手动调用。

析构函数可以是虚函数，这在处理基类指针指向派生类对象时非常重要。通过将基类的析构函数声明为虚函数，可以确保在删除基类指针时调用正确的析构函数（即派生类的析构函数）。

class Int
{
private:
	int val;
public:
	Int()//都带有this指针 无返回类型，有返回值，返回值就是它自己
	{
		val = 0;
		cout << "call Int()" << endl;
	}
	Int(int x )
	{
		val = x;
		cout << "call Int(int x)" << endl;
	}
	~Int()//无返回类型，有返回值，返回值是地址
	{
		cout << "Desroy" << endl;
	}

};