1. 面向对象和面向过程对比
当涉及到编程范式时，两个主要的方法是面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）和面向过程编程（Procedural Programming）。这两种编程范式在解决问题和组织代码时有着不同的方法和理念。
1.1 思想方式
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面向对象编程（OOP）：将问题分解为一组相互关联的对象，对象可以包含数据（属性）和操作数据的方法（行为）。强调对象之间的交互和消息传递，更贴近人类认知和现实世界的模型。
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面向过程编程：将问题分解为一系列的步骤或过程，强调按照顺序执行这些步骤来解决问题。更加直接，类似于指令式的编程。
1.2 代码组织方式
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面向对象编程（OOP）：代码组织成一组对象，对象之间通过消息传递进行交互。每个对象负责自己的数据和行为，对象之间的关系和交互通过类的定义来描述。
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面向过程编程：代码组织成一系列的过程或函数，按照执行顺序依次调用这些过程来完成任务。数据在过程之间传递，强调函数的调用和返回值。
2. 类的引入
C语言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。
例如，在数据结构实现栈的时候：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;struct Stack
{int* _a;int _top;int _capacity;void Init(){_a = nullptr;_capacity = 0;_top = 0;}void CheckCapacity(){if (_top == _capacity){int newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;int* tmp = (int*)realloc(_a, sizeof(int) * newcapacity);if (tmp == nullptr){perror("realloc error!");exit(-1);}_a = tmp;_capacity = newcapacity;}}void Push(int x){CheckCapacity();_a[_top++] = x;}void Pop(){assert(_top > 0);_top--;}int Top(){return _a[_top - 1];}bool Empty(){return _top == 0;}void Print(){while (!Empty()){cout << _a[_top - 1] << endl;Pop();}}
};int main()
{Stack st;st.Init();st.Push(1);st.Push(2);st.Push(3);st.Push(4);st.Push(5);st.Push(6);st.Push(7);st.Push(8);st.Push(9);st.Print();return 0;
}
在C++中更喜欢用class来代替struct.
3. 类的定义
定义方式：
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。
例如：
class Date
{int _year;int _month;int _day;void func(){cout << "Date func()" << endl;}
};3.1 类定义的两种方式
3.1.1 声明定义放一起
class Date
{int _year;int _month;int _day;void func(){cout << "Date func()" << endl;}
};int main()
{Date d1;d1.func();
}3.1.2 声明定义分离
//test.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;class Date
{int _year;int _month;int _day;
// 访问修饰限定符，下文有解释
public:void func();
};//test.cpp
void Date::func()
{cout << "Date func()" << endl;
}int main()
{Date d1;d1.func();
}4. 类的访问限定符以及封装
4.1 访问修饰限定符
- C++实现封装的方式：将成员变量和成员函数放在类中，通过访问修饰限定符来限制用户可访问的接口；
- protected和private只能在类中可以访问，除了类不可访问；
- public在类中和类外都可访问；
- 访问修饰限定符的限定范围是从此限定符开始，到下个限定符出现之前结束，如果没出现下一个，则到 “}” 结束；
- class 默认的限定符是 private ，而struct 默认的是 public。
- 一般情况下，成员变量限定符规定为 private；
- 成员函数的限定符规定为 public。
4.2 封装
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，让用户更方便使用类。比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。
5. 类的实例化
类的实例化就是用类创建一个对象，简单的讲就是用类这个类型创建一个变量：
class Person
{
public:int _age;const char* _sex;const char* _name;void showInfo(){cout << "名字是：" << _sex << " 年龄是：" << _age << " 性别是："<< _sex << endl;}
};int main()
{Person p1;p1._age = 18;p1._name = "张三";p1._sex = "男";p1.showInfo();
}6. 类对象模型
6.1 如何计算类对象大小
class Date
{
private:int _year;int _month;int _day;public:void func(){cout << "Date func()" << endl;}
};注意这里的成员变量只是声明，而不是定义，定义是要开辟空间的，而这里没有开辟空间，只有在实例化的时候才会定义，例如以下就会报错：
class Date
{int _year;int _month;int _day;void func(){cout << "Date func()" << endl;}
};int main()
{Date::_year++;
}
6.2 类对象的存储方式
类对象的存储，每次实例化都会保存成员变量，而成员函数则放在公共的代码段，为什么呢？
因为每次调用的函数实现方法都一样，如果每次实例化的时候都要保存一份，那就太浪费空间了，然而成员变量每一次都可能不一样，因此要保存成员变量。
在编译的过程中，如果出现这个函数的定义，在链接过程中就会call这个函数的地址，如果编译过程中没找到这个函数的定义，那就会在连接过程中把所有的目标文件的符号表合成，寻找其地址。
6.3 内存对齐
实际上类对象的大小也遵循内存对齐的方式：
- 第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
- 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
- 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。
注意如果一个类没有成员变量和成员函数或者只有成员函数，那么这个类实例化出来的对象的大小是1byte。
7. this指针
7.1 this指针的引出
class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;
}
void Print()
{cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <<endl;
}
private:int _year; // 年int _month; // 月int _day; // 日
};
int main()
{Date d1, d2;d1.Init(2022,1,11);d2.Init(2022, 1, 12);d1.Print();d2.Print();return 0;
}对于上述类，有这样的一个问题：
- Date类中有 Init 与 Print 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 Init 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。
7.2 this 指针特性
- this指针的类型：类类型* const，即成员函数中，不能给this指针赋值。
- 只能在“成员函数”的内部使用
- 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。所以对象中不存储this指针。
- 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。
图解：
// 1.下面程序编译运行结果是？正常运行
class A
{public:void Print(){cout << "Print()" << endl;}
private:int _a;
};
int main()
{A* p = nullptr;p->Print(); // 这里虽然看似对空指针解引用，但实际上Print()函数存放在代码段中// 不在栈中因此不用找到p所指向的那块区域，不用解引用return 0;
}// 1.下面程序编译运行结果是？ 运行崩溃
class A
{
public:void PrintA(){cout<<_a<<endl;}
private:int _a;
};
int main()
{A* p = nullptr;p->PrintA(); //这里虽然看似一样，但是在Print()中，要对_a进行访问，//而_a应该在栈上，要对p解引用，所以运行崩溃return 0;
}
