C++的类和对象（1）

1.面向过程和面向对象的初步认识

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，通过函数来逐步解决问题。

例如：【洗衣服步骤】

C++则是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成的。

2.类的引入

C语言的结构体中只能定义变量，在C++中，结构体不仅能定义变量，还可以定义函数。
比如：用C语言方式实现的栈，结构体中只能定义变量；现在以C++方式实现，会发现struct中也可以定义函数。

typedef int STDataType;

struct Stack
{
    
    
	//定义函数

	//初始化栈
	void Init(size_t InitCapacity = 10)
	{
    
    
		_arry = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType));
		if (_arry == NULL)
		{
    
    
			perror("malloc fail");
			return;
		}
		_top = 0;
		_capacity = InitCapacity;
	}
	//数据进栈
	void Push(const STDataType& x)
	{
    
    
		//检查扩容

		//进栈
		_arry[_top++] = x;
	}
	//获取栈顶元素
	STDataType GetTop(void)
	{
    
    
		return _arry[_top - 1];
	}
	//定义变量
	STDataType* _arry;
	size_t _capacity;
	size_t _top;
};

int main()
{
    
    
	Stack s1;
	s1.Init();
	s1.Push(1);
	s1.Push(2);
	s1.Push(3);
	s1.Push(4);
	cout << s1.GetTop() << endl;
	return 0;
}

C++兼容c语言。 struct以前的用法都可以继续用同时struct升级成了类。

上面结构体的定义，在C++中更喜欢用class来代替。

3. 类的定义 （class关键字）

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

【说明】
class是定义类的关键字，className是类的名字，{}中为类的主体，注意{}最后存在分号，不能省略。

类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是成员函数。

类的两种定义：

1. 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. 类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp中，注意：函数名前面要加类名：：
   
   类中函数的声明和定义都在类中的话，如果函数里面的指令少，就可能会是内联函数。

【类的成员命名建议】

// 我们看看这个函数，是不是很僵硬？
class Date
{
    
    
public:
void Init(int year)
{
    
    
// 这里的year到底是成员变量，还是函数形参？
year = year;
}
private:
int year;
};

所以一般都建议这样，在变量名前加下划线 _

class Date
{
    
    
public:
void Init(int year)
{
    
    
_year = year;
}
private:
int _year;
};
// 或者这样
class Date
{
    
    
public:
void Init(int year)
{
    
    
mYear = year;
}
private:
int mYear;
};
// 其他方式也可以的，主要看公司要求。一般都是加个前缀或者后缀标识区分就行。

4. 类的访问限定符及封装

4.1. 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。

【访问限定符的说明】

1. public修饰的成员在类的外面可以直接被访问；
2. protected和private修饰的成员在类的外面不能直接被访问；
3. 访问权限左右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} 即类结束为止；
5. 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

4.2. 类的封装

类的三大特性：封装、继承、多态。

什么是封装？

在类和对象阶段，主要是研究类的封装特性，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，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。


对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如
何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计
算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以
及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。

在C++语言中实现封装，可以通过类将数据以及操作数据的方法进行有机结合，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。

为什么要封装？

对于用户来说，只需要知道怎么用才能达到最终想要的结果就好了，不需要也不知道实现的详细过程与细节。此时我们需要通过类的访问限定词对类进行封装，使用户只能使用我们提供的类的方法，实现类相关的操作。

加了限定访问，就可以防止用户错误使用类的出现。

5.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。在类体外定义成员时，需要使用 ::作用域操作符指明成员属于哪个类域。

【说明】
类的方法和类的属性是一个整体，全都放在同一个类域中，它们定义声明不分先后。类的方法中参数会优先在类方法的局部作用域中寻找，接着到类域中寻找，最后到全局域中寻找。如果有对命名空间域有指定，也会到命名空间域中寻找。

6.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

1. 类是对对象进行描述的，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；比如：入学时填写的学生信息表，表格就可以看成是一个
   类，来描述具体学生信息。
   类就像谜语一样，对谜底来进行描述，谜底就是谜语的一个实例。
   谜语：“年纪不大，胡子一把，主人来了，就喊妈妈” 谜底：山羊
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；没有实例化对象的时候，是不能对类中数据进行赋值的！
   
   Person类是没有空间的，只有Person类实例化出的对象才有具体的年龄。
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