目录

面向过程和面向对象的认识

类的引入

类的定义

类的两种定义方式

声明和定义全部放在类体中

声明放在.h文件中，类的定义放在.cpp文件中​

访问限定符及封装

访问限定符

访问限定符说明

面试题

封装

面试题

类的作用域

类的实例化

 类对象模型

计算类的大小

类对象的储存方式

只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段   

结构体内存对齐规则

面试题

this指针

this指针的引出

this指针不能显示的传递

this指针不能显示的接收 

this指针可以显示的使用 

this指针的特性 

面试题

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面向过程和面向对象的认识

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。(可以说是数据和方法是分离的)。
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。(可以说是将数据和方法封装到一起)。

类的引入

       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。

       比如struct关键字定义类，struct兼容C语言的所有用法，并且在C++中升级成类。

举个栗子：

struct Date
{
	void DateInit(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
	int _year;
	int _month;
	int _day;
 };
int main()
{
	Date d;
	d.DateInit(2022, 2, 1);
	d.Print();
	return 0;
}

        上面我们可以发现通过类C++是把变量和函数（方法）都放到一起的。不过在C++中更喜欢用class来定义。

类的定义

class Dtae
{
	// 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为定义类的关键字，Date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

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。

struct Date
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

声明放在.h文件中，类的定义放在.cpp文件中

void Date::Print() ：在.cpp文件中定义函数时要指定是Date的类域。 

注意：我们一般更推荐采用第二种方法。

访问限定符及封装

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（想给别人访问的设置成公有，不想给别人访问的设置成私有）。

    

        注意：在类和对象里面使用访问限定符时，protected和private的使用效果是一样的。但是到后来有的语法(比如C++继承的语法时)时就不一样了。

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)

举个栗子:

例1：

class Date
{
public:
	void DateInit(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year; // 年
public:
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};
int main()
{
	Date d;
	d._year = 2022; //错误,_year私有成员变量，不能在类外被访问
	d._month = 2; //正确
	return 0;
}

注意：当我们在类里面定义时设置的私有或者保护的成员就不能再类外面去直接访问了。

例2：

class Date
{
public:
	void DateInit(int year, int month, int day);
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};
//成员函数设置成公有在外面这样去指定类域定义
void Date::DateInit(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}
int main()
{
	Date d;
	//成员函数设置成公有可以被使用
	d.DateInit(2022, 2, 1);
	return 0;
}

面试题

问题：C++中struct和class的区别是什么？

        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（为了兼容C）是public，class是的成员默认访问方式是private。

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。

封装实际上是一种更严格的管理。

类的作用域

        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，需要使用 :: 作用域解析符指明成员属于哪个类域。

struct Date
{
public:
	void Print();
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
//这里需要指定函数Print属于Date这个类域
void Date::Print()
{
	cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}

类的实例化

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。

举个栗子： 

 类对象模型

计算类的大小

比如这样的一个日期类：

struct Date
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

问题：类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算一个类的大小？

我们先来看一下结果：

        我们发现这个日期类的大小是12byte。实际上在计算这个类的大小的时候并没有计算成员函数的大小。实际上只计算了类中成员变量的大小，是按照结构体内存对齐的方式来计算。

那么我们就疑惑了，成员函数不存在对象中，那么存在哪里呢？

类对象的储存方式

假设类对象中包含各个成员：

以上面的类为例子：

                              

 

 缺陷：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同一份函数，如果按照此种方式存储，当一              个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空                间。那么如何解决呢？

只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段   

                    

 

所以第二种方式来储存对象比较合理，那么成员函数存储在哪里呢？

        成员函数存储在公共代码段中，使每个对象都可以访问到相同的成员函数。

        对象与对象之间又是独立的，但是都可以访问公共代码段中相同的成员函数，这样避免了对象中大量存储成员函数，造成空间浪费。

我们知道了类里面的成员存储方式和对象的计算，接下来看一下比较特殊的对象大小的计算：

// 类中既有成员变量，又有成员函数
class A1 {
public:
	void f1() {}
private:
	int _a;
};
// 类中仅有成员函数
class A2 {
public:
	void f2() {}
};
// 类中什么都没有---空类
class A3
{};

我们发现当类里面没有成员变量时就给人一种疑惑，这种类的大小难道是0byte吗？我们先来看一下结果：

vs2019 32位平台下的结果：

       当类中没有成员变量时，我们发现此时实例化出的对象大小并不是0byte，而是给了1byte来占位，表示这个类是存在的。

结论：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
2. 如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐  #pragma pack(?)   修改默认对齐数
3. 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

this指针

this指针的引出

class Date
{
public:
	void Display()
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
	void DateInit(int year, int month, int day)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year; // 年
	int _month; // 月
	int _day; // 日
};
int main()
{
	Date d1, d2;
	d1.DateInit(2018, 5, 1);
	d2.DateInit(2018, 7, 1);
	d1.Display();
	d2.Display();
	return 0;
}

        Date类中有DateInit与Display两个成员函数，函数体中没有关于不同对象的区分，那当d1调用DateInit函数时，该函数是如何知道应该设置d1对象，而不是设置d2对象呢？

        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指针不能显示的传递

this指针不能显示的接收 

this指针可以显示的使用 

this指针的特性 

1. this指针的类型：类类型* const，this指针被接收时是：Date*const  this(this地址不能被        改变)。
2. 只能在“成员函数”的内部使用。
3. this指针本质上其实是一个成员函数的形参(存放在栈中，而不是对象中)，是对象调用成员      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。

面试题

1. this指针存在哪里？  答案是：栈，this作为形参是被压到栈空间里。
2. this指针可以为空吗？ 答案是，可以

// 1.下面程序能编译通过吗？
// 2.下面程序会崩溃吗？在哪里崩溃
class A
{
public:
	void PrintA()
	{
		cout << _a << endl;
	}
	void Show()
	{
		cout << "Show()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
int main()
{
	A* p = nullptr;
	p->PrintA();
	p->Show();
}

代码编译时是能通过的，但是运行时程序会崩溃。

原因如下：