类和对象【基础概念】

类的定义

在C++中，C语言中的结构体struct中除了定义变量外还能定义函数，这是C++将结构体升级成了类，同时还引入了定义类的关键字class。

struct structName
{
	// 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 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

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。

定义方式

1. 声明即定义

声明和定义全部放在类体中，需注意：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. 声明和定义分离

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。在类体外定义成员时，需要使用 :: 作用域操作符指明成员属于哪个类域。

类的访问限定符

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。

访问限定符的种类：

1. $public$ （公有）
2. $protected$ （保护）
3. $private$ （私有）

访问限定符的说明：

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. 如果后面没有访问限定符，作用域就到} 即类结束。
5. $class$ 的默认访问权限为 $private$ ，$struct$ 为 $public$ (因为 $struct$ 要兼容C)

封装（面向对象的三大特性之一）

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。

在C++语言中实现封装，可以通过访问权限来隐藏对象内部实现细节，控制哪些方法可以在类外部直接被使用。

类对象模型

类定义出来后相当于一个数据类型，用类类型声明的变量叫做对象。

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

类对象的存储方式

对象中只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段

类对象的大小计算

直接通过计算验证：

// 类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:
	void f1(){}
private:
	int _a;
};
sizeof(A1) = 4

// 类中仅有成员函数
class A2 {
public:
	void f2() {}
};
sizeof(A2) = 1

// 类中什么都没有---空类
class A3
{};
sizeof(A3) = 1;

结论： 一个类的大小，实际就是该类中”成员变量”之和，当然要注意内存对齐。

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的对象。

this指针

同一个类可以实例化出多个对象，在同一个成员函数体中没有关于不同对象的区分，那么是如何做到数据的独立性的呢？

C++中通过引入this指针解决该问题，即：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。

this指针的特性

1. this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。
2. 只能在“成员函数”的内部使用
3. this指针本质上是“成员函数”的形参，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给this形参（所以this指针是存在栈上的）。所以对象中不存储this指针。
4. this指针是“成员函数”第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过ecx寄存器自动传递，不需要用户传递

this指针可以为空吗？

// 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行
class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Print()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Print();
	return 0;
}

答案：
正常运行打印Print()
解析：
这是因为成员函数在编译阶段地址就确定好了，这里相当于是正常的调用了一个函数。

再来看一段程序

// 1.下面程序编译运行结果是？ A、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行
class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a;
};

int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->PrintA();
	return 0;
}

答案：
	运行崩溃
解析：
	通过this指针访问_a时，发生了空指针的解引用

结论： 当没有通过this指针访问成员变量时，可以为空，但是尽量不要为空。