【C++航海王：追寻罗杰的编程之路】类与对象你学会了吗？(上)

���录

1 -> 面向过程与面向对象的初步认识

2 -> 类的引入

3 -> 类的定义

4 -> 类的访问限定符及封装

4.1 -> 访问限定符

4.2 -> 封装

5 -> 类的作用域

6 -> 类的实例化

7 -> 类对象模型

7.1 -> 如何计算类对象的大小

7.2 -> 类对象存储方式的猜测

7.3 -> 结构体内存对齐规则

8 -> this指针

8.1 -> this指针的引出

8.2 -> this指针的特性

8.3 -> C语言和C++实现Stack的对比

1 -> 面向过程与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，通过函数调用逐步解决问题。
• C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事拆分成不同的，靠对象之间的交互完成。

  模拟一个做饭的场景：

  在C语言中，我们可以定义一个主函数，然后按照面向过程的思路，将做饭的各个步骤拆分成不同的函数，每个函数负责一个特定的任务，比如洗菜、切菜、烧火、炒菜等。在主函数中按照顺序调用这些函数来完成整个做饭过程。在这种方式下，我们需要手动管理各个步骤之间的数据传递和调用顺序。

  在C++中，我们可以定义一个名为"Chef"的类，这个类可以包含一些属性和方法，比如"洗菜"、"切菜"、"烧火"、"炒菜"等。每个方法可以用来执行特定的任务，还可以采用封装性，将一些私有属性和方法隐藏起来。我们可以实例化一个"Chef"对象，然后调用对象的方法来完成整个做饭过程。此外，我们还可以使用继承和多态性来扩展做饭的能力，比如可以创建一个"ChineseChef"类来继承"Chef"类，并且扩展了一些中式烹饪的方法。

  2 -> 类的引入

  C语言结构体中只能定义变量，而在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。

  比如实现栈：

  #include using namespace std;typedef int DataType;struct Stack{void Init(size_t capacity){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (nullptr == _array){perror("malloc申请空间失败");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(const DataType& data){// 扩容_array[_size] = data;++_size;}DataType Top(){return _array[_size - 1];}void Destroy(){if (_array){free(_array);_array = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}DataType* _array;size_t _capacity;size_t _size;};int main(){Stack s;s.Init(10);s.Push(1);s.Push(2);s.Push(3);cout array = temp;ps->capacity = newcapacity;}}void StackPush(Stack* ps, DataType data){assert(ps);CheckCapacity(ps);ps->array[ps->size] = data;ps->size++;}int StackEmpty(Stack* ps){assert(ps);return 0 == ps->size;}void StackPop(Stack* ps){if (StackEmpty(ps))return;ps->size--;}DataType StackTop(Stack* ps){assert(!StackEmpty(ps));return ps->array[ps->size - 1];}int StackSize(Stack* ps){assert(ps);return ps->size;}int main(){Stack s;StackInit(&s);StackPush(&s, 1);StackPush(&s, 2);StackPush(&s, 3);StackPush(&s, 4);printf("%d\n", StackTop(&s));printf("%d\n", StackSize(&s));StackPop(&s);StackPop(&s);printf("%d\n", StackTop(&s));printf("%d\n", StackSize(&s));StackDestroy(&s);return 0;}

  可以看到，在用C语言实现时，Stack相关操作函数有以下共性：

  • 每个函数的第一个参数都是Stack*；
  • 函数中必须要对第一个参数检测，因为该参数可能会为NULL；
  • 函数中都是通过Stack*参数操作栈的；
  • 调用时必须传递Stack结构体变量的地址。 结构体中只能定义存放数据的结构，操作数据的方法不能放在结构体中，即数据和操作数据 的方式是分离开的，而且实现上相当复杂一点，涉及到大量指针操作，稍不注意可能就会出 错。

    C++实现：

    #include using namespace std;typedef int DataType;class Stack{public:void Init(){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * 3);if (NULL == _array){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}_capacity = 3;_size = 0;}void Push(DataType data){CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}void Pop(){if (Empty())return;_size--;}DataType Top() { return _array[_size - 1]; }int Empty() { return 0 == _size; }int Size() { return _size; }void Destroy(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}}private:void CheckCapacity(){if (_size == _capacity){int newcapacity = _capacity * 2;DataType* temp = (DataType*)realloc(_array, newcapacity *sizeof(DataType));if (temp == NULL){perror("realloc申请空间失败!!!");return;}_array = temp;_capacity = newcapacity;}}private:DataType* _array;int _capacity;int _size;};int main(){Stack s;s.Init();s.Push(1);s.Push(2);s.Push(3);s.Push(4);printf("%d\n", s.Top());printf("%d\n", s.Size());s.Pop();s.Pop();printf("%d\n", s.Top());printf("%d\n", s.Size());s.Destroy();return 0;}

    C++中通过类可以将数据 以及 操作数据的方法进行完美结合，通过访问权限可以控制那些方法在 类外可以被调用，即封装，在使用时就像使用自己的成员一样，更符合人类对一件事物的认知。 而且每个方法不需要传递Stack*的参数了，编译器编译之后该参数会自动还原，即C++中 Stack * 参数是编译器维护的，C语言中需用用户自己维护。

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    感谢大佬们的支持！！！互三啦