类和对象 1-优快云博客

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1、面向对象vs面向过程

C语言是面向过程的，关注的是解决问题的步骤，通过函数调用逐步实现。

而C++是面向对象的，关注对象之间的交互，将问题拆分为多个对象，通过对象协作完成任务。

举例来说：
用C语言实现的栈操作：

typedef struct 
{
    int* data;
    int top;
    int capacity;
} Stack;

void init(Stack* s) 
{ /* 手动管理内存 */ }

void push(Stack* s, int val) 
{ /* 显式传递栈指针 */ }

int pop(Stack* s) 
{ /* 需检查栈是否为空 */ }

int main() 
{
    Stack s;
    init(&s);
    push(&s, 10);
    pop(&s);
}

调用函数的一方，拿push()来说，需要手动的传s的地址和要插入的值，这就要求调用者需要关注指针的传递，要了解函数实现的细节，也就是面向过程。

而C++实现的栈：

class Stack 
{
public:
    Stack() 
    { /* 构造函数自动初始化 */ }

    void push(int val) 
    { /* 直接操作成员变量 */ }

    int pop() 
    { /* 内部自动检查空栈 */ }

private:
    int* data;
    int _top;
    int _capacity;
};

int main() 
{
    Stack s;
    s.push(10);
    s.pop();
}

数据和方法都封装在类中，调用的一方只需要知道函数是干什么的就行，不需要关注内部实现。比如：要拿push往栈里插数据，传个你要插的数据就行，不用管函数怎么实现的。这就是面向对象。

2、什么是类？

类可以看作是结构体的升级版，里面不仅可以有成员变量，也可以有成员函数，并通过访问限定符进行封装和控制。

C语言结构体：只能定义成员变量。

C++结构体/类：可定义成员变量和成员函数，推荐使用 class 关键字。

2.1、类的定义

语法：

class className
{
 // 类体：由成员函数和成员变量组成
 
};

类的两种定义方式：

声明和定义均在类内：成员函数可能被编译器优化为内联函数。
声明在头文件（.h），定义在源文件（.cpp）：推荐方式，成员函数需加类作用域ClassName::。

成员变量命名建议：使用前缀（如_）区分成员变量与形参。

2.2、访问限定符

C++实现封装的方式：用类将对象的属性与方法结合在一块，让对象更加完善，通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用。

说明：

public修饰的成员在类外可以直接被访问。
protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问。
class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)。

2.3、类的作用域

类成员属于类作用域，类外定义成员函数需要指定类域：

class Date
{
public:
    void Print();

private:
    _year;
    _month;
    _day;
};

void Date::Print() 
{ 
    cout << _year << endl; 
}

2.4、类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化。

类是对对象进行描述的，单纯的定义一个类是不会分配实际的内存空间来存储它的。
实例化：用类类型创建对象，是占用实际的内存空间的。

比如：类实例化出的对象就像使用建筑设计图造房子，类就是设计图。

int main()
{
    Date d;//类的实例化
    return 0;
}

2.5、计算类的大小

一个类的大小，其实就是类中成员变量的大小（遵循结构体内存对齐）

内存对齐规则：

成员对齐至对齐数（成员大小与编译器默认对齐数的较小值）的整数倍。
结构体总大小为最大对齐数的整数倍。

注：

虽然说定义一个类是不会分配空间来存储的，但是对于没有成员变量的类对象（空类），需要1字节，是为了占位，表示对象存在，不存储有效数据。

class A1 { int _a; };           // sizeof(A1) = 4
class A2 { void f() {} };       // sizeof(A2) = 1（空类）
class A3 { char _a; int _b; };  // sizeof(A3) = 8（内存对齐）