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1.面向過程和面向?qū)ο蟪醪秸J識

2.類的引入

3.類的定義

類的兩種定義方式：

4.類的訪問限定符及封裝

4.1 訪問限定符

4.2 封裝

封裝

封裝的意義

對象封裝原則

5.類的作用域

6.類的實例化

7.類對象模型

8.this指針

8.1 this指針的引出

8.2 this指針的特性

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1.面向過程和面向?qū)ο蟪醪秸J識

? （1）C語言是面向過程的，關(guān)注的是過程，分析出求解問題的步驟，通過函數(shù)調(diào)用逐步解決問題。

比如：現(xiàn)在我要洗個衣服，我需要：拿個盆子、放水、放衣服、放洗衣粉、手搓、放洗衣粉、換水、手搓、擰干、晾衣服，這些是每一個具體的步驟

?（2）C++是基于面向?qū)ο蟮?，關(guān)注的是對象，將一件事情拆分成不同的對象，靠對象之間的交互完成。?我們不需要考慮其中具體過程，經(jīng)過別的物品之手完成此事便可

還是洗衣服：面向?qū)ο蟮慕忉專?/p>

2.類的引入

? C語言結(jié)構(gòu)體中只能定義變量，在C++中，結(jié)構(gòu)體內(nèi)不僅可以定義變量，也可以定義函數(shù)。比如：之前在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初階中，用C語言方式實現(xiàn)的棧，結(jié)構(gòu)體中只能定義變量；現(xiàn)在以C++方式實現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)struct中也可以定義函數(shù)。（c++是兼容c語言的，在c++中一般使用class來定義類，class和struct有許多不同）

3.類的定義

? 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)束時后面分號不能省略。

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

類體中內(nèi)容稱為類的成員：類中的變量稱為類的屬性或成員變量; 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. 聲明和定義全部放在類體中，需注意：成員函數(shù)如果在類中定義，編譯器可能會將其當(dāng)成內(nèi)聯(lián)函數(shù)處理。

2. 類聲明放在.h文件中，成員函數(shù)定義放在.cpp文件中，注意：成員函數(shù)名前需要加類名? ?::

? 一般情況下，更期望采用第二種方式。注意：上課為了方便演示使用方式一定義類，大家后序工作中盡量使用第二種。

4.類的訪問限定符及封裝 4.1 訪問限定符

【?訪問限定符說明】

1. public修飾的成員在類外可以直接被訪問

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

3. 訪問權(quán)限作用域從該訪問限定符出現(xiàn)的位置開始直到下一個訪問限定符出現(xiàn)時為止

4. 如果后面沒有訪問限定符，作用域就到? ?}? 即類結(jié)束。

5. class的默認訪問權(quán)限為private，struct為public(因為struct要兼容C)

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

C++中struct和class的區(qū)別是什么？

??解答：C++需要兼容C語言，所以C++中struct可以當(dāng)成結(jié)構(gòu)體使用。另外C++中struct還可以用來定義類。和class定義類是一樣的，區(qū)別是struct定義的類默認訪問權(quán)限是public，class定義的類默認訪問權(quán)限是private。注意：在繼承和模板參數(shù)列表位置，struct和class也有區(qū)別，class可以創(chuàng)建生成模板，而c++不可以。

C++實現(xiàn)封裝的方式：用類將對象的屬性與方法結(jié)合在一塊，讓對象更加完善，通過訪問權(quán)限選擇性的將其接口提供給外部的用戶使用。

4.2 封裝

面向?qū)ο蟮娜筇匦裕悍庋b、繼承、多態(tài)。

封裝

?封裝是將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法進行有機結(jié)合，隱藏對象的屬性和實現(xiàn)細節(jié)，僅對外公開接口來和對象進行交互。

（1）封裝是實現(xiàn)面向?qū)ο蟮牡谝徊剑庋b就是將數(shù)據(jù)或函數(shù)等集合在一個單元中（類）。被封裝的對象通常被稱為抽象數(shù)據(jù)類型。

（2）類具有封裝性，類能夠把數(shù)據(jù)和算法（操作數(shù)據(jù)的函數(shù)）組合在一起，構(gòu)成一個不可分割的整體；

（3）類具有信息隱藏的能力，它能夠有效地把類的內(nèi)部數(shù)據(jù)（即私有和受保護成員）隱藏起來，使外部函數(shù)只能通過類的公有成員才能訪問類的內(nèi)部數(shù)據(jù)，并且控制訪問級別。

封裝使類成為一個具有內(nèi)部數(shù)據(jù)的自我隱藏能力、功能獨立的軟件模塊封裝本質(zhì)上是一種管理，讓用戶更方便使用類。比如：對于電腦這樣一個復(fù)雜的設(shè)備，提供給用戶的就只有開關(guān)機鍵、通過鍵盤輸入，顯示器，USB插孔等，讓用戶和計算機進行交互，完成日常事務(wù)。但實際上電腦真正工作的卻是CPU、顯卡、內(nèi)存等一些硬件元件。

? 對于計算機使用者而言，不用關(guān)心內(nèi)部核心部件，比如主板上線路是如何布局的，CPU內(nèi)部是如何設(shè)計的等，用戶只需要知道，怎么開機、怎么通過鍵盤和鼠標(biāo)與計算機進行交互即可。因此計算機廠商在出廠時，在外部套上殼子，將內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)隱藏起來，僅僅對外提供開關(guān)機、鼠標(biāo)以及鍵盤插孔等，讓用戶可以與計算機進行交互即可。

?在C++語言中實現(xiàn)封裝，可以通過類將數(shù)據(jù)以及操作數(shù)據(jù)的方法進行有機結(jié)合，通過訪問權(quán)限來隱藏對象內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)，控制哪些方法可以在類外部直接被使用。

封裝的意義

a)保護或防止代碼（數(shù)據(jù)）在無意中被破壞。保護類中的成員，不讓類以外的程序直接訪問或修改，只能通過提供的公共接口訪問（數(shù)據(jù)封裝）

b)隱藏方法（實現(xiàn)）細節(jié)，只要接口不變，內(nèi)容的修改不會影響到外部的調(diào)用者（方法封裝）

c)封裝可以使對象擁有完整的屬性和方法（類中的函數(shù)）

d)外部不能直接訪問對象的屬性，只能通過該屬性對應(yīng)的公有方法訪問

對象封裝原則

a）內(nèi)聚：指一個模塊（類）內(nèi)部各個部分之間的關(guān)聯(lián)程度

b) 耦合：指各個模塊（類）之間的關(guān)聯(lián)程度

總結(jié)：用類實現(xiàn)封裝，用封裝來實現(xiàn)高內(nèi)聚，低耦合

5.類的作用域

類定義了一個新的作用域，類的所有成員都在類的作用域中。在類體外定義成員時，需要使用 :: 作用域操作符指明成員屬于哪個類域。

6.類的實例化

用類類型創(chuàng)建對象的過程，稱為類的實例化

1. 類是對對象進行描述的，是一個模型一樣的東西，限定了類有哪些成員，定義出一個類并沒有分配實際的內(nèi)存空間來存儲它；比如：入學(xué)時填寫的學(xué)生信息表，表格就可以看成是一個類，來描述具體學(xué)生信息。

2. 一個類可以實例化出多個對象，實例化出的對象 占用實際的物理空間，存儲類成員變量

int main() {
    Person._age = 100;   // 編譯失?。篹rror C2059: 語法錯誤:“.”4
   return 0;
 }

?在上面這一段代碼當(dāng)中，Person類是沒有空間的，只有Person類實例化出的對象才有具體的年齡。

3. 做個比方。類實例化出對象就像現(xiàn)實中使用建筑設(shè)計圖建造出房子，類就像是設(shè)計圖，只設(shè)計出需要什么東西，但是并沒有實體的建筑存在，同樣類也只是一個設(shè)計，實例化出的對象才能實際存儲數(shù)據(jù)，占用物理空間

7.類對象模型

問：如何計算類對象的大??？

（1）類對象的存儲方式猜測

?對象中包含類的各個成員

??缺陷：每個對象中成員變量是不同的，但是調(diào)用同一份函數(shù)，如果按照此種方式存儲，當(dāng)一個類創(chuàng)建多個對象時，每個對象中都會保存一份代碼，相同代碼保存多次，浪費空間。那么如何解決呢？

?代碼只保存一份，在對象中保存存放代碼的地址

只保存成員變量，成員函數(shù)存放在公共的代碼段

結(jié)論：一個類的大小，實際就是該類中”成員變量”之和，當(dāng)然要注意內(nèi)存對齊

注意空類的大小，空類比較特殊，編譯器給了空類一個字節(jié)來唯一標(biāo)識這個類的對象。（在gcc下空類為0，g++下為1進行標(biāo)識）

看下面?zhèn)z個例子：

class a{
private:
	int a;
	double b;
	short c;

};

class b {
private:
	int a;
	short c;
	double b;

};

為啥只是定義的前后順序不同，類的大小就不相同，這是因為內(nèi)存對齊的緣故

對結(jié)構(gòu)體A來說，a是int類型占4個字節(jié)(從0~3)，b是short類型占2個字節(jié)(從4~5)，c占8個字節(jié)(從8~15)。而對于對結(jié)構(gòu)體B來說，a是int類型占4個字節(jié)(從0~3)，b是double類型占8個字節(jié)(從8~15)，c占2個字節(jié)(從16~17)。?

?結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對齊規(guī)則：

??對齊規(guī)則是按照成員的聲明順序，依次安排內(nèi)存，其偏移量為成員大小的整數(shù)倍，0看做任何成員的整數(shù)倍。最后結(jié)構(gòu)體的大小為大成員的整數(shù)倍 ?(所以這里的B中，最后結(jié)構(gòu)體大小為double的倍數(shù)是24，而不是18)。

1. 第一個成員在與結(jié)構(gòu)體偏移量為0的地址處。

2. 其他成員變量要對齊到某個數(shù)字（對齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處。

注意：對齊數(shù) = 編譯器默認的一個對齊數(shù) 與 該成員大小的較小值。

VS中默認的對齊數(shù)為8

3. 結(jié)構(gòu)體總大小為：大對齊數(shù)（所有變量類型大者與默認對齊參數(shù)取最?。┑恼麛?shù)倍。

4. 如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況，嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是

所有大對齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍。

問：

1. 結(jié)構(gòu)體怎么對齊？ 為什么要進行內(nèi)存對齊？

答：

（1）. 平臺原因(移植原因)： 不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)
的；某些硬件平臺只能 在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。

（2）. 性能原因： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應(yīng)該盡可能地在自然邊界上對齊。 原因在
于，為了訪問未對齊的 內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問；而對齊的內(nèi)存訪問
僅需要一次訪問。
總體來說：結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對齊是拿空間來換取時間的做法。優(yōu)點是提高了可移植性和cpu性能

2. 如何讓結(jié)構(gòu)體按照指定的對齊參數(shù)進行對齊？能否按照3、4、5即任意字節(jié)對齊？

設(shè)置對齊參數(shù)可在結(jié)構(gòu)體struct之前加上#pragma pack(對齊數(shù))，在struct之后加上#pragma pack;便可以設(shè)置對齊參數(shù)。

設(shè)置字節(jié)對齊一般是只支持1 2 4 8 16這種2的冪指數(shù)，class和結(jié)構(gòu)體的計算方式類似

ps:Vc,Vs等編譯器默認是#pragma pack(8)，所以測試我們的規(guī)則會正常；注意gcc默認是#pragma pack(4)，并且gcc只支持1,2,4對齊

3. 什么是大小端？如何測試某臺機器是大端還是小端，有沒有遇到過要考慮大小端的場景

大小端是指數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的保存方式。
顧名思義 大小端 就是大端和小端。
大端模式：
所謂的大端模式，是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)，保存在內(nèi)存的低地址中，數(shù)據(jù)的低字節(jié)，保存在內(nèi)存的高地址中。
低地址存在高位，高地址存在低位。
例子：
0000430: e684 6c4e 0100 1800 53ef 0100 0100 0000
大端模式下，前32位應(yīng)該讀為：e6 84 6c 4e
例如 int a=0x12345678
大端模式下存儲為12 34 56 78
int a =10;
大端模式下為 00 00 00 0a

小端模式
所謂的小端模式，是指數(shù)據(jù)的低字節(jié)，保存在內(nèi)存的高地址中，數(shù)據(jù)的高字節(jié)，保存在內(nèi)存的低地址中。
低地址存在低位，高地址存在高位。
例子：
0000430: e684 6c4e 0100 1800 53ef 0100 0100 0000
小端模式下，前32位應(yīng)該讀為：4e 6c 84 e6
例如 int a=0x12345678
小端模式下存儲為78 56 34 12
int a =10;

8.this指針 8.1 this指針的引出

class Date

{ 

public:
 void Init(int year, int month, int day)
 {
 _year = year;
 _month = month;
 _day = day;
 }
 
 void Print()
 {
 cout<<_year<< "-"<<_month<< "-"<< _day<

對于上述類，有這樣的一個問題：

Date類中有 Init 與 Print 兩個成員函數(shù)，函數(shù)體中沒有關(guān)于不同對象的區(qū)分，那當(dāng)d1調(diào)用 Init 函數(shù)時，該函 數(shù)是如何知道應(yīng)該設(shè)置d1對象，而不是設(shè)置d2對象呢？

? C++中通過引入this指針解決該問題，即：C++編譯器給每個“非靜態(tài)的成員函數(shù)“增加了一個隱藏的指針參 數(shù)，讓該指針指向當(dāng)前對象(函數(shù)運行時調(diào)用該函數(shù)的對象)，在函數(shù)體中所有“成員變量”的操作，都是通過該 指針去訪問。只不過所有的操作對用戶是透明的，即用戶不需要來傳遞，編譯器自動完成。

8.2 this指針的特性

1. this指針的類型：類類型* const，即成員函數(shù)中，不能給this指針賦值。

2. 只能在“成員函數(shù)”的內(nèi)部使用

3. this指針本質(zhì)上是“成員函數(shù)”的形參，當(dāng)對象調(diào)用成員函數(shù)時，將對象地址作為實參傳遞給this形參。 所以對象中不存儲this指針。

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

問：this指針存在哪里？

答：其實編譯器在生成程序時加入了獲取對象首地址的相關(guān)代碼。并把獲取的首地址存放在了寄存器ECX中(VC++編譯器是放在ECX中，其它編譯器有可能不同)。也就是成員函數(shù)的其它參數(shù)正常都是存放在棧中。而this指針參數(shù)則是存放在寄存器中。

問：this指針可以為空嗎？

答：可以為空，當(dāng)我們在調(diào)用函數(shù)的時候，如果函數(shù)內(nèi)部并不需要使用到this,也就是不需要通過this指向當(dāng)前對象并對其進行操作時才可以為空(當(dāng)我們在其中什么都不放或者在里面隨便打印一個字符串)，如果調(diào)用的函數(shù)需要指向當(dāng)前對象，并進行操作，則會發(fā)生錯誤（空指針引用）就跟C中一樣不能進行空指針的引用

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