C++ —— 类和对象（一）

面向过程和面向对象初步认识

C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。
C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。

类的引入

#include <iostream>
using namespace std;

struct MyStruct
{
	int a;
	int b;
	int add()
	{
		return a + b;
	}
}my_struct;


int main()
{
	my_struct.add();//0
	return 0;
}

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass
{
	int a;
	int b;
public:
	int add()
	{
		return a + b;
	}

}my_class;

int main()
{
	cout << my_class.add();//0
	return 0;
}

C语言中，结构体中只能定义变量，在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。在C++中更喜欢用class来代替struct

问题：C++中struct和class的区别是什么？
解答：C++需要兼容C语言，所以C++中struct可以当成结构体去使用。另外C++中struct还可以用来定义类。
和class是定义类是一样的，区别是struct的成员默认访问方式是public，class是struct的成员默认访问方式是private。

类的定义

class MyClass
{
public:
	MyClass();
	~MyClass();

private:
	int a;
};

MyClass::MyClass()
{
	a = 0;
}

MyClass::~MyClass()
{
}

class为定义类的关键字，MyClass为类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号。
类中的元素称为类的成员：类中的数据称为类的属性或者成员变量; 类中的函数称为类的方法或者成员函数。
类的两种定义方式：

1. 声明和定义全部放在类体中，需要注意：成员函数如果在类中定义，编译器可能会将其当成内联函数处
   理。
2. 声明放在.h文件中，类的定义放在.cpp文件中

一般情况下，更期望采用第二种方式。

类的访问限定符和封装

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。

访问限定符说明

1. public修饰的成员在类外可以直接被访问
2. protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)
3. 访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止
4. class的默认访问权限为private，struct为public(因为struct要兼容C)

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

封装

【面试题】 面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
在类和对象阶段，我们只研究类的封装特性，那什么是封装呢？
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。
封装本质上是一种管理：我们如何管理兵马俑呢？比如如果什么都不管，兵马俑就被随意破坏了。那么我们
首先建了一座房子把兵马俑给封装起来。但是我们目的全封装起来，不让别人看。所以我们开放了售票通
道，可以买票突破封装在合理的监管机制下进去参观。类也是一样，我们使用类数据和方法都封装到一下。
不想给别人看到的，我们使用protected/private把成员封装起来。开放一些共有的成员函数对成员合理的访
问。所以封装本质是一种管理。

类的实例化

MyClass Class1;

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

1. 类只是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员，定义出一个类并没有分配实际的内存空间来存储它
2. 一个类可以实例化出多个对象，实例化出的对象 占用实际的物理空间，存储类成员变量
3. 做个比方。类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子，类就像是设计图，只设计出需要什
   么东西，但是并没有实体的建筑存在，同样类也只是一个设计，实例化出的对象才能实际存储数据，占
   用物理空间

类的存储

一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然也要进行内存对齐，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
结构体内存对齐规则

1. 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
2. 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
3. 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。
4. 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

【面试题】

1. 结构体怎么对齐？ 为什么要进行内存对齐
   1.平台原因(移植原因)：不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
   2.性能原因：数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。

2. 如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐
   pragram pack(4) 设定为4字节对齐

3. 如何知道结构体中某个成员相对于结构体起始位置的偏移量

   1. 偏移量 = 成员自己的地址 - 结构体的地址
      int num = (int)&s.student - (int)&s;

   2. 使用宏offsetof
      格式：offsetof(结构体.结构体中的成员变量)
      offsetof(s.student)

4. 什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，有没有遇到过要考虑大小端的场景
   1. 大端和小端是什么？
   大端存储模式：就是内存的低地址上存着数据的高位，高地址上存着数据的低位。
   小端存储模式：就是内存的低地址上存数据的低位，而高地址上存数据的高位。
   2. 为什么要有大小端？
   在计算机系统中，规定：每个地址单元都会对应一个字节（8个bit），但是，在c语言中，除了有一个字节（8个bit）的char，也有两个字节（16个bit）的short，也有四个字节（32个bit）的long（在不同的编译器下可能不同）。对于16位或者32位的处理器，即就是大于8位的处理器，由于寄存器的宽度大于一个字节，那么就存在如何将一个多字节的变量的数据如何存放的问题——所以，就有了大小端之分。