话不多说，直接开始。
一、类
1、类的定义
- class为定义类的关键字，后紧跟类的名字，{}中为类的主体，注意类定义结束时后面分号不能省略。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。
- 为了区分成员变量，⼀般习惯上成员变量会加⼀个特殊标识，如成员变量前面或者后面加_或者m开头或者以m_开头，注意C++中这个并不是强制的，只是⼀些惯例，具体看要求。
- C++中struct也可以定义类，C++兼容C中struct的用法，同时struct升级成了类，明显的变化是struct中可以定义函数这在C语言中是不行的，⼀般情况下我们还是推荐用class定义类。
- 定义在类中的成员函数默认为inline。
我们先简单写一个类：
class Person //类名Person
{//方法(成员函数)void Play(){//...}void Eat(){//...}//属性(成员变量)char _name[10];int _age;double _height;
}; //分号不可省略int main()
{Person p; //用类实例化出对象p,不需要加classreturn 0;
}在C++中，将struct升级成了类，也就是说，在struct中可以定义函数了。
struct T
{int add(int a,int b){return a + b;}
};
还有一点区别是：
int main()
{struct T t; //在C语言中必须这样定义对象t(不加typedef的情况下)T t; //在C++中可以不写struct(当然写上也对)int c = t.add(1, 2);printf("%d\n",c);return 0;
}
定义在类中的成员函数默认为inline。不清楚什么是inline的大家可以去看这个->含inline介绍
但是在类里面声明但在外面定义，声明和定义分离就不是内联函数了。
2、访问限定符
C++一种实现封装的方式，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。
public修饰的成员在类外可以直接被访问；protected和private修饰的成员在类外不能直接被访
问，protected和private是⼀样的，以后继承章节才能体现出它们的区别。
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，如果后面没有
访问限定符，作用域就到 }; 即类结束。
class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为private，struct默认为public。
一般成员变量都会被限制为private/protected，需要给别人使用的成员函数会放为public。
代码说明：
class Person
{void Play(){//...}
public:void Eat(){//...}
private:char _name[10];int _age;double _height;
};
int main()
{Person p;p.Eat();//只能访问类中这一个成员函数//Play()没有访问修饰符，默认是private，不能直接访问//3个成员变量加了private访问修饰符，不能直接访问return 0;
}而struct不加访问修饰符时默认为public。
struct Person
{void Play(){//...}
public:void Eat(){//...}
private:char _name[10];int _age;double _height;
};
int main()
{Person p;p.Eat();p.Play();//Play()没有访问修饰符，默认是public，可以访问//3个成员变量加了private访问修饰符，不能直接访问return 0;
}3、类域
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。
class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day);
private:int _year;int _month;int _day;
};
//类内声明，类外定义，需要指明是属于哪个类
//此时Init就不是内联函数了
void Date::Init(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;
}
int main()
{Date d;d.Init(2024, 8, 30);return 0;
}
类域影响的是编译的查找规则，上面程序中Init如果不指定类域Date，那么编译器就把Init当成全局函数，那么编译时，找不到_year等成员的声明/定义在哪里，就会报错。指定类域Date，就会知道Init是成员函数，当前域找不到的_year等成员，就会到类域中去查找。
注：类域和命名空间域都只影响名字隔离，不影响生命周期。
二、实例化
1、实例化概念
用类类型在物理内存中创建对象的过程，称为类实例化出对象。
类是对象进行一种抽象描述，是一个模型一样的东西，限定了类有哪些成员变量，这些成员变量只
是声明，没有分配空间，用类实例化出对象时，才会分配空间。
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。打个比方：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，设计图规划了有多
少个房间，房间大小功能等，但是并没有实体的建筑存在，也不能住人，用设计图修建出房子，房子才能住人。同样类就像设计图⼀样，不能存储数据，实例化出的对象分配物理内存存储数据。
#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}private://声明不是定义，不占空间int _year;int _month;int _day;
};int main()
{//Date 实例化对象为d1和d2，占空间Date d1;Date d2;return 0;
}2、对象所占空间大小
那么如何求类实例化出的对象所占空间的大小呢？
类实例化出的每个对象，都有独立的数据空间，所以对象中肯定包含成员变量，那么成员函数是否包含呢？就是说计算大小时，除了包含成员变量，是否也包含成员函数呢？
首先函数被编译后是⼀段指令，对象中没办法存储，这些指令存储在一个单独的区域(代码段)，那么对象中非要存储的话，只能是成员函数的指针。再分析⼀下，对象中是否有存储指针的必要呢？
先看一段代码：
#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){this->_year = year;this->_month = month;this->_day = day;}void Print(){cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;}private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{//Date实例化出对象d1和d2Date d1;Date d2;d1.Init(2024, 7, 13);d1.Print();d2.Init(2024, 7, 14);d2.Print();return 0;
}Date实例化d1和d2两个对象，d1和d2都有各自独立的成员变量_year/_month/_day存储各自的数据，但是d1和d2的成员函数Init/Print指针却是⼀样的(它们调用的是同一个成员函数，而不是d1一个Init，d2一个Init)，存储在对象中就浪费了。如果用Date实例化100个对象，那么成员函数指针就重复存储100次，太浪费了。其实函数指针是不需要存储的，函数指针是⼀个地址，调用函数被编译成汇编指令[call 地址]，其实编译器在编译链接时，就要找到函数的地址，不是在运行时找，只有动态多态是在运行时找，这就需要存储函数地址。
上面我们分析了对象中只存储成员变量，C++规定类实例化的对象也要符合内存对齐的规则。我们在C语言结构体这篇文章中详细讲解了内存对齐，大家可以到这里->含有内存对齐。
这里，我们简单说明一下内存对齐的规则：
- 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。
- 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。
- 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。
那么问题来了，如果一个类中什么也不写或者只有成员函数，那么实例化的对象大小是多少呢?
class A
{
public:void Print(){//...}
};
class B
{};
int main()
{A a;cout << sizeof(a) << endl; //1B b;cout << sizeof(b) << endl; //1return 0;
}上⾯的程序运行后，我们看到没有成员变量的B和C类对象的大小是1，为什么没有成员变量还要给1个字节呢？因为如果⼀个字节都不给，怎么表示对象存在过呢！所以这里给1字节，纯粹是为了占位标识对象存在。
三、this指针
上述代码中，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和Print函数时，该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢？
那么这里就要看到C++给了⼀个隐含的this指针解决这里的问题。
编译器编译后，类的成员函数默认都会在形参第⼀个位置，增加⼀个当前类类型的指针，叫做this
指针。比如Date类的Init的真实原型为：void Init(Date* const this, int year,int month, int day) {}
类的成员函数中访问成员变量，本质都是通过this指针访问的，如Init函数中给_year赋值， this-
>_year = year;只不过我们平时省略了this而已，我们省略不写，编译器也会默认补上的，所以大家有时可以不写this。
C++规定不能在实参和形参的位置显示的写this指针(编译时编译器会处理)，但是可以在函数体内显示使用this指针。
this指针就是存储当前对象的地址。
class Date
{
public://void Init(Date* const this, int year, int month, int day)void Init(int year, int month, int day){this->_year = year;this->_month = month;this->_day = day;}//void Print(Date* const this)void Print(){cout << this->_year << "/" << this->_month << "/" << this->_day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};int main()
{Date d1;Date d2;//d1.Init(&d1,2024, 8, 30);d1.Init(2024, 8, 30);//d1.Print(&d1);d1.Print();//d2.Init(&d2,2024, 8, 31);d2.Init(2024, 8, 31);//d2.Print(&d2);d2.Print();return 0;
}
this指针是存在内存哪个区域？
this指针其实是一个形参，形参一般存在栈帧里，但部分编译器会优化到寄存器里。
四、C++和C语言实现Stack对比
1、C语言实现Stack
//C语言实现Stack
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;
void STInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->a = NULL;ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}
void STDestroy(ST* ps)
{assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0;
}
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{assert(ps);// 满了,扩容if (ps->top == ps->capacity){int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity *sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}ps->a = tmp;ps->capacity = newcapacity;}ps->a[ps->top] = x;ps->top++;
}
bool STEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}
void STPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!STEmpty(ps));ps->top--;
}
STDataType STTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!STEmpty(ps));return ps->a[ps->top - 1];//直接访问也可以获取栈顶元素,但不规范
}
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}
int main()
{ST s;STInit(&s);STPush(&s, 1);STPush(&s, 2);STPush(&s, 3);STPush(&s, 4);while (!STEmpty(&s)){printf("%d\n", STTop(&s));STPop(&s);}STDestroy(&s);return 0;
}2、C++实现Stack
//C++实现Stack
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;
class Stack
{
public://成员函数void Init(int n = 4){_a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);if (nullptr == _a){perror("malloc申请空间失败");return;}_capacity = n;_top = 0;}void Push(STDataType x){if (_top == _capacity){int newcapacity = _capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity *sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}_a = tmp;_capacity = newcapacity;}_a[_top++] = x;}void Pop(){assert(_top > 0);--_top;}bool Empty(){return _top == 0;}int Top(){assert(_top > 0);return _a[_top - 1];}void Destroy(){free(_a);_a = nullptr;_top = _capacity = 0;}
private:// 成员变量私有，更规范STDataType * _a;size_t _capacity;size_t _top;
};
int main()
{Stack s;s.Init();s.Push(1);s.Push(2);s.Push(3);s.Push(4);while (!s.Empty()){printf("%d\n", s.Top());s.Pop();}s.Destroy();return 0;
}面向对象三大特性：封装、继承、多态，下面的对比我们可以初步了解⼀下封装。
通过上面两份代码对比，我们发现C++实现Stack形态上还是发生了挺多的变化，但底层和逻辑上没啥变化。
- C++中数据和函数都放到了类里面，通过访问限定符进行了限制，不能再随意通过对象直接修改数据，这是C++封装的⼀种体现，这个是最重要的变化。这里的封装的本质是⼀种更严格规范的管理，避免出现乱访问修改的问题。当然封装不仅仅是这样的，我们后面还需要不断的去学习。
- C++中有⼀些相对方便的语法，比如Init给的缺省参数会方便很多，成员函数每次不需要传对象地址，因为this指针隐含的传递了，方便了很多，使用类型不再需要typedef用类名就很方便。
在我们这个C++入门阶段实现的Stack看起来变了很多，但是实质上变化不大。等着我们后面看STL中的用适配器实现的Stack，大家再感受C++的魅力。
五、总结
由于类和对象的内容过多，我打算分开写三篇，这样大家可能会更好的理解，以上就是本篇的所有内容了，祝大家天天开心！
 "C++类和对象(上)")
