一.初步認(rèn)識(shí)面向過(guò)程和面向?qū)ο?/h2>

面向過(guò)程，關(guān)注的是怎么去做，比如在外賣(mài)系統(tǒng)中，強(qiáng)調(diào)點(diǎn)餐，做餐，送餐等一系列動(dòng)作的方法，反映到語(yǔ)言中是函數(shù)方法的實(shí)現(xiàn)；而面向?qū)ο螅P(guān)注的是誰(shuí)去做，比如在外賣(mài)系統(tǒng)中，強(qiáng)調(diào)的是商家，買(mǎi)家和送貨員之間的交互，反映到語(yǔ)言中則是對(duì)象的實(shí)現(xiàn)。

C語(yǔ)言是面向過(guò)程的，關(guān)注的是過(guò)程，分析出求解問(wèn)題的步驟，通過(guò)函數(shù)調(diào)用逐步解決問(wèn)題。

C++是基于面向?qū)ο蟮?，關(guān)注的是對(duì)象，將一件事情拆分成不同的對(duì)象，靠對(duì)象之間的交互完成。

這里C++由于兼容C語(yǔ)言，因此既是面向過(guò)程，又是面向?qū)ο蟮?，但是C++更關(guān)注的是對(duì)象，所以說(shuō)C++是基于面向?qū)ο蟮摹?/p>

二.類的引入

在C語(yǔ)言中，結(jié)構(gòu)體只能定義變量，而在C++中，結(jié)構(gòu)體升級(jí)為類，既可以定義變量，也可以定義函數(shù)：

struct Book
{
	void SetInfo(const char* name, const char* writer, double price)//建立書(shū)本信息
	{
		strcpy(_name, name);
		strcpy(_writer, writer);
		_price = price;
	}
	void PrintInfo()//打印書(shū)本信息
	{
		cout << _name << endl;
		cout << _writer << endl;
		cout << _price << endl;
	}
	char _name[20];
	char _writer[20];
	double _price;
};
int main()
{
	Book b1;
	Book b2;
	b1.SetInfo("老人與海", "海明威", 12.54);
	b2.SetInfo("駱駝祥子", "老舍", 14.88);
	b1.PrintInfo();
	cout << endl;
	b2.PrintInfo();
	return 0;
}

上面的結(jié)構(gòu)體struct即為一個(gè)類，{}則形成了一個(gè)類域，{}中的內(nèi)容為結(jié)構(gòu)體Book的成員，既有成員變量，又有成員函數(shù)。在C++中，類通常用class這個(gè)關(guān)鍵字來(lái)表示。那么struct和class二者之間有什么區(qū)別呢？接下來(lái)我們就來(lái)介紹類。

三.類的定義

class className
{
 // 類體：由成員函數(shù)和成員變量組成
}; // 一定要注意后面的分號(hào)

class為定義類的關(guān)鍵字，ClassName為類的名字，{}中為類的主體，注意類定義結(jié)束時(shí)后面分號(hào)。

類中的元素稱為類的成員：類中的數(shù)據(jù)稱為類的屬性或者成員變量; 類中的函數(shù)稱為類的方法或者成員函數(shù)。

類的兩種定義方式：

1.定義和聲明全部放在類體中，需要注意的是：

成員函數(shù)被定義在類體中，編譯器會(huì)默認(rèn)將其當(dāng)作內(nèi)聯(lián)函數(shù)，其效用等同于函數(shù)前加上inline關(guān)鍵字，若不知道何為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，可以參考之前文章中關(guān)于內(nèi)聯(lián)函數(shù)的介紹。

C++入門(mén)

2.聲明與定義分離

聲明放在頭文件中，而定義放在源文件中。

通常情況下，為了代碼的規(guī)范性，更傾向于采用第二種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)類，并且代碼較短的成員函數(shù)直接定義在類體中，而代碼較長(zhǎng)的函數(shù)定義在類體外。

需要注意的是，類中的成員變量均為聲明，它們?cè)趯?shí)例化之前都未被分配空間，不能稱作為定義。

四.類的訪問(wèn)限定符及封裝

1.訪問(wèn)限定符

在之前我們討論到class和struct之間有什么區(qū)別，那么這里我們將會(huì)介紹，首先，我們來(lái)了解以下類的訪問(wèn)限定符及封裝。
C++實(shí)現(xiàn)封裝的方式：用類將對(duì)象的屬性與方法結(jié)合在一塊，讓對(duì)象更加完善，通過(guò)訪問(wèn)權(quán)限選擇性的將其接口提供給外部的用戶使用。

訪問(wèn)限定符的說(shuō)明：

1.public修飾的成員在類外可以直接被訪問(wèn)

2.protected和private修飾的成員在類外不能直接被訪問(wèn)(此處protected和private是類似的)

3.訪問(wèn)權(quán)限作用域從該訪問(wèn)限定符出現(xiàn)的位置開(kāi)始直到下一個(gè)訪問(wèn)限定符出現(xiàn)時(shí)為止

4.在沒(méi)有訪問(wèn)限定符的情況下，class的默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限為private，struct為public(因?yàn)閟truct要兼容C)

注意：訪問(wèn)限定符只在編譯時(shí)有用，當(dāng)數(shù)據(jù)映射到內(nèi)存后，沒(méi)有任何訪問(wèn)限定符上的區(qū)別。

由上面的說(shuō)明我們就可以知道struct和class這兩個(gè)關(guān)鍵字之間的區(qū)別在哪里了：實(shí)際使用過(guò)程中，struct和class定義類時(shí)并無(wú)區(qū)別，只是在二者均沒(méi)有訪問(wèn)限定符的時(shí)候，struct默認(rèn)的訪問(wèn)權(quán)限為public，而class默認(rèn)的訪問(wèn)權(quán)限為private。

2.封裝

我們知道面向?qū)ο笥腥筇匦裕悍庋b，繼承，多態(tài)。在類和對(duì)象階段，我們研究類的封裝特性。

首先，封裝指的是將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，隱藏對(duì)象的屬性和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，僅對(duì)外公開(kāi)接口來(lái)和對(duì)象進(jìn)行交互。

其次，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，封裝是一種管理：舉個(gè)例子，景區(qū)如果不加管理的話，那么景區(qū)的東西很可能會(huì)被不守規(guī)章制度的人破壞，這就好比C語(yǔ)言中為被封裝的代碼隨時(shí)可能被修改，有時(shí)導(dǎo)致出現(xiàn)很大的錯(cuò)誤；那么為了加強(qiáng)管理，保護(hù)景區(qū)，就需要設(shè)立景點(diǎn)售票口，同時(shí)安裝監(jiān)控和保安來(lái)保證景區(qū)不被破壞。

類也是如此，對(duì)于我們不想被隨意修改的成員變量，我們用private表示其為私有，而為了使用者能夠合理調(diào)用，我們將使用方法封裝成一個(gè)個(gè)的接口即成員函數(shù)用public表示其為公用，至此我們將成員封裝起來(lái)，同時(shí)開(kāi)放一些公有的成員函數(shù)對(duì)成員合理的訪問(wèn)。所以封裝本質(zhì)是一種管理，使用封裝可以是代碼更加安全。

五.類的作用域

類定義了一個(gè)新的作用域，類的所有成員都在類的作用域中。在類體外定義成員，需要使用 :: 作用域解析符指明成員屬于哪個(gè)類域。

比如，在上面介紹類的第二種實(shí)現(xiàn)方式中的代碼，在Book.cpp中定義函數(shù)ShowInfo時(shí)就是指定其為類域Book中的成員函數(shù)。

//Book.h
class Book//書(shū)
{
public:
	void ShowInfo();//展示書(shū)的信息
private:
	char* _name;//書(shū)名
	char* _writer;//作者
	double _price;//價(jià)格
//Book.cpp
#include "test.h"
void Book::ShowInfo()
{
	cout << _name << " " << _writer << " " << _price << endl;
}
};

六.類的實(shí)例化

用類類型創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程，稱為類的實(shí)例化

1.類只是一個(gè)模型一樣的東西，限定了類有哪些成員，定義出一個(gè)類并沒(méi)有分配實(shí)際的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)它

2.一個(gè)類可以實(shí)例化出多個(gè)對(duì)象，實(shí)例化出的對(duì)象占用實(shí)際的物理空間，存儲(chǔ)類成員變量

3.打個(gè)比方，類實(shí)例化出對(duì)象就像現(xiàn)實(shí)中使用建筑設(shè)計(jì)圖建造出房子，類就像是設(shè)計(jì)圖，只設(shè)計(jì)出需要什么東西，但是并沒(méi)有實(shí)體的建筑存在，同樣類也只是一個(gè)設(shè)計(jì)，實(shí)例化出的對(duì)象才能實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，占用物理空間

七.類對(duì)象模型

1.計(jì)算類對(duì)象的大小

類包含了成員變量和成員函數(shù)，那么類的大小應(yīng)該如何計(jì)算呢？首先我們來(lái)看看下面這個(gè)代碼的結(jié)果是什么：

class Book
{
public:
	void ShowInfo(){}
private:
	char* _name;
	char* _writer;
	double _price;
};
int main()
{
	cout << sizeof(Book) << endl;
	return 0;
}

可以看到，類Book的大小為16，那么這個(gè)16是怎么求出來(lái)的呢？

2.類對(duì)象的存儲(chǔ)方式

我們?cè)賮?lái)看一個(gè)代碼：

class C1//類中既有成員變量，又有成員函數(shù)
{
public:
	void fun();
private:
	int _a;
};
class C2//類中只有成員函數(shù)
{
public:
	void fun();
};
class C3//類中什么都沒(méi)有，即空類
{
};
int main()
{
	cout << "C1:" << sizeof(C1) << endl;
	cout << "C2:" << sizeof(C2) << endl;
	cout << "C3:" << sizeof(C3) << endl;
	return 0;
}

它的結(jié)果是：

可以看到C1的大小為成員變量_a的大小，C2和C3的大小均為1，說(shuō)明類的大小并不包括成員函數(shù)的大小，實(shí)際上如果類實(shí)例化時(shí)也會(huì)給成員函數(shù)開(kāi)辟一塊空間，那么當(dāng)一個(gè)類創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象時(shí)，每個(gè)對(duì)象中都會(huì)保存一份成員函數(shù)的代碼，相同代碼保存多次，浪費(fèi)空間。

既然成員函數(shù)不在類的大小計(jì)算范圍內(nèi)，那么為什么空類的大小為1呢？這是因?yàn)橐粋€(gè)類創(chuàng)建的時(shí)候需要開(kāi)辟一塊空間來(lái)占位，因此內(nèi)存需要開(kāi)辟一個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)的空間是沒(méi)有意義的，其不存儲(chǔ)任何有效數(shù)據(jù)，但是其標(biāo)識(shí)了空類的存在。

結(jié)論：一個(gè)類的大小，實(shí)際就是該類中”成員變量”之和，當(dāng)然也要進(jìn)行內(nèi)存對(duì)齊，注意空類的大小，空類比較特殊，編譯器給了空類一個(gè)字節(jié)來(lái)唯一標(biāo)識(shí)這個(gè)類。

八.this指針

1.this指針的引出

不知道你是否注意到，在C和C++實(shí)現(xiàn)棧的代碼中，二者的函數(shù)參數(shù)有些許不同

可以看到，C++的函數(shù)參數(shù)比起C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的函數(shù)都少了一個(gè)參數(shù)，那么問(wèn)題來(lái)了，在下面代碼中s1和s2都調(diào)用Init函數(shù)時(shí)，編譯器是怎么區(qū)別是哪個(gè)變量調(diào)用的呢？這就是我們即將要介紹的this指針?biāo)鸬降淖饔昧恕?/p>

int main()
{
	cpp::Stack s1;
	cpp::Stack s2;
	s1.Init();
	s2.Init();
	s1.Push(1);
	return 0;
}

實(shí)際上，C++編譯器給每個(gè)“非靜態(tài)的成員函數(shù)“增加了一個(gè)隱藏的指針參數(shù)，讓該指針指向當(dāng)前對(duì)象(函數(shù)運(yùn)行時(shí)調(diào)用該函數(shù)的對(duì)象)，在函數(shù)體中所有成員變量的操作，都是通過(guò)該指針去訪問(wèn)。只不過(guò)所有的操作對(duì)用戶是透明的，即用戶不需要來(lái)傳遞，編譯器自動(dòng)完成。

根據(jù)調(diào)試窗口可以看到this指針就是s1的地址，通過(guò)this指針可以訪問(wèn)s1。

2.this指針的特性

1.this指針的類型：類類型* const，比如上面代碼中的this指針類型為Stack*

2.只能在“成員函數(shù)”的內(nèi)部使用，this作為一個(gè)關(guān)鍵字不能拿它去當(dāng)作變量的名字，其使用時(shí)可以顯式的使用，比如：

		void Init() 
		{
			this->_a = (int*)malloc(sizeof(int) * 4);
			this->_top = 0;
			this->_capacity = 4;
		}

3.this指針本質(zhì)上其實(shí)是一個(gè)成員函數(shù)的形參，是對(duì)象調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，將對(duì)象地址作為實(shí)參傳遞給this形參。所以對(duì)象中不存儲(chǔ)this指針。又因?yàn)閠his指針為形參，而形參和函數(shù)中的局部變量是存儲(chǔ)在函數(shù)棧幀中的，因此this指針可以認(rèn)為是存儲(chǔ)在棧中的。

4.this指針是成員函數(shù)第一個(gè)隱含的指針形參，一般情況由編譯器通過(guò)ecx寄存器自動(dòng)傳遞，不需要用戶傳遞.

我們最后再來(lái)看一個(gè)問(wèn)題：this指針可以為空嗎？

我們還是通過(guò)一個(gè)代碼來(lái)看：

class A
{
public:
	void Show()
	{
		cout << "Show()" << endl;
	}
	void Print()
	{
		cout << _a << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->Show();
	p->Print();
	return 0;
}

那么p->Show(); p->Print();這兩句代碼能否運(yùn)行成功呢？

可以看到第一句代碼運(yùn)行成功了，而第二句代碼運(yùn)行崩潰了。

這是因?yàn)槌蓡T函數(shù)的地址并不存在于對(duì)象中，而是存在于公共代碼段；而上面的代碼中調(diào)用函數(shù)時(shí)將p傳給了隱含的this指針，并不會(huì)去訪問(wèn)p所指向的空間，就不存在空指針的解引用，因此程序可以并編譯成功。而調(diào)用Show函數(shù)也沒(méi)有對(duì)this指針解引用，因此程序運(yùn)行成功了；調(diào)用Print函數(shù)則會(huì)對(duì)this指針解引用，故程序崩潰了。

結(jié)論：對(duì)于調(diào)用不會(huì)對(duì)this指針解引用的函數(shù)，this指針可以為空；而對(duì)于調(diào)用會(huì)對(duì)this指針解引用的函數(shù)，this指針不能為空。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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