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所属专栏： C++修行之路
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前言
C++在原C语言的基础上新增了面向对象(Object-Oriented)的思想，使其从一门关注解题方式与过程的语言转变为关注解题对象的语言，对于C++来说，万物皆而且对象，下面跟着我的步伐，一起走入C++类和对象的世界
正文
下面就用一个精典的怎么洗衣服的事例，来形象理解面向过程和面向对象的区别
面向过程
面向过程关注的是解决问题的步骤和过程
找到衣物把洗衣机打开将衣物和洗衣粉放入其中关上洗衣机设置洗衣程序，等待外套洗好
以面向过程的思维解决洗衣服这个事情须要经过以上几个步骤，可以见到各个步骤环环相扣，假若其中一个步骤做错了，将会影响到后续操作
面向过程解决问题的优点是执行速率比较快，专注于怎样高效、迅速解决问题
面向对象
面向对象关注的是解决间各对象间的关系
实例化一个洗衣类对象将衣物交给此对象等待程序解决问题
可以见到，在面向对象的思想中，存在人、衣服、洗衣机等对象，我们不需要关注洗衣机是怎样把鞋子洗好的，我们只须要关注问题本身：即通过洗衣机把裤子给洗干净，建立各对象间的关系，就能轻松解决问题
面向对象的优点是易维护、易复用、易扩充，具有封装、继承、多态等特点，适合解决小型问题
总之，面向过程思想未能满足开发小型程序的需求，面向对象思想应运而生
面向对象的三大特点： 封装、继承、多态 ，本文及后续几篇文章中主要是介绍 封装，这也是类和对象的主要研究对象
类 基本方式
要想拥有对象，就得先有类，类的定义方式类似于C语言中的结构体，当然C++中的结构体也可以拿来定义类，但我们通常不这样做，而是通过一个新的关键字class来进行类的定义
//C语言
struct C
{
int add(int x, int y); //报错，C语言结构体中不允许函数声明
};
下面来瞧瞧C++实现
//C++
struct CPP
{
int add(int x, int y); //成功，C++中的struct可以看作类，而类中允许定义函数
};
//一般将类定义为下面这种方式
class CPP
{
int add(int x, int y); //我们一般通过 class 定义类
};
class 是新增的关键字，其定义方式与 struct 一致，都须要在结尾加上 ; 号，不过 class 中不仅可以定义普通变量外(成员变量)，还可以定义函数(成员函数)，引入 class 的主要目的是为了将类更好的封装上去，得益于各类访问限定符的限制，使得 class 比单纯的 struct 安全许多
//类的定义形式
class ClassName
{
public:
int add(int x, int y); //成员函数 add
//……
private:
int _a; //成员变量 _a
int _b;
//……
};
类的两种定义形式：
访问限定符
在 class 中有三种访问限定修饰符：
对于 class 来说，如果不加访问限定符修饰，其成员全部为私有；而 struct 默认全部为公有(兼容C语言)
加上访问限定符后，其影响区域自上而下，自到碰到下一个访问限定符或类末尾结束
class Limit
{
//公有
public:
int _a;
int _b;
//保护
protected:
int _c;
//私有
private:
int _d;
int _e;
int _f;
};
对于上述代码来说，_a、_b 为公有，_c 为保护，_d、_e、_f 为私有
访问限定符的引入是为了确保封装的完整性，使对象属性愈发建立
注意： 访问限定符只在编译时有用，当数据映射到显存后，没有任何访问限定符上的区别
成员变量
在 class 中定义的普通变量，或者自定义类型变量，称为 成员变量，一般简称为 成员
每个实例化下来的对象，都有属于自己的 成员变量 ，互不冲突，但为了使 成员变量 更加容易辨认，我们通常会在 成员变量 前加上 _ 修饰
//定义一个日期类
class Date
{
private:
int _year; //年
int _month; //月
int _day; //日
//上述变量都被称为类中的成员变量，简称为 成员
};
成员函数
类 的重要特点之一就是可以在其中定义函数，此时定义的函数称为 成员函数 ，一般称之为 方法
对于属于同一类的多个对象，它们的 成员函数 是公用的，因为 成员函数 虽然明面上写在 类 中，但实际上处于 代码段，对象调用时是通过地址调用的函数
//定义一个日期类
class Date
{
public:
//构造函数，后续会介绍
Date()
: _year(1970)
, _month(1)
, _day(1)
{}
//打印日期类对象
void Print()
{
cout << _year << "年";
cout << _month << "月";
cout << _day << "日";
cout << endl;
}
//上述函数都被称为类中的成员函数，一般称为 方法
private:
int _year; //年
int _month; //月
int _day; //日
//上述变量都被称为类中的成员变量，简称为 成员
注意： 定义在类中的成员变量和成员函数，不讲求定义位置，也就是说，即使成员变量定义在成员函数之下，成员函数也能正常调用
实例化及调用
当我们拥有一个正常的类后，就可以通过实例化的方法创建对象
//假设已经写了上面的类
//……
int main()
{
Date d1; //实例化出对象 d1，实际d1值为 1970 1 1
return 0;
}
我们可以通过 . 操作符，实现类中方式的调用（类似于结构体的调用方法）
//假设已经写了上面的类
//……
int main()
{
Date d1; //实例化出对象 d1，实际d1值为 1970 1 1
d1.Print(); //调用 Date 类中的 Print 方法，打印 1970年1月1日
return 0;
}
注意： 同一个 类 可以实例化多次，产生多个 对象 ，这些 对象 的 成员变量 都是独立存在的，但 成员函数 是共用的；就像是在一个新村内，开发商按施工图纸（类）搭建了多栋住宅楼（对象），而每栋住宅楼中的用户、设施等都是独立存在的（成员变量），但新村中的瑜伽器材、公共厕所、门口保安等都是公有（成员函数），假设给每位对象都配上属于自己成员函数，那么会导致严重的资源浪费
类的大小
既然成员函数不储存在类中，那么估算类的大小时，只须要估算成员变量大小和就行了，类的估算也遵守显存对齐规则，即C语言结构体估算大小那一套规则
//定义一个日期类
class Date
{
public:
//构造函数，后续会介绍
Date()
: _year(1970)
, _month(1)
, _day(1)
{}
//打印日期类对象
void Print()
{
cout << _year << "年";
cout << _month << "月";
cout << _day << "日";
cout << endl;
}
//上述函数都被称为类中的成员函数，一般称为 方法
private:
int _year; //年
int _month; //月
int _day; //日
//上述变量都被称为类中的成员变量，简称为 成员
};
sizeof(Date) = 12 字节
int 4字节，占位 0123，依次推测，三个 int 占位为 0 1 2 3 、4 5 6 7、8 9 10 11，最终对齐为 12 字节
注意： 空类（即不含成员变量的类）大小为 1字节，这 1字节并不储存数据，只是拿来表示这种实例化对象后存在
this指针
类的特点：每个对象都有属于自己的成员变量，而成员函数须要通过对象来调用，这就意味着只要发生了调用成员函数的行为，就一定能找到对象对应的成员变量
因此C++ 编译器做了这样一件事：给每位非静态成员函数降低了一个隐藏参数 this 指针，该表针指向调用成员函数的对象，至于成员函数中涉及该对象成员变量的操作，都是通过 this 指针调用的
这种行为是编译器手动执行的，我们难以干预
//假设已经写了上面的类
//……
int main()
{
Date d1; //实例化出对象 d1，实际d1值为 1970 1 1
d1.Print(); //调用 Date 类中的 Print 方法，打印 1970年1月1日
return 0;
}
这里的 Print 函数能做到不传递参数能够复印 d1 值，正是得益于 this 指针的存在
在函数调用时，实际是这样的：
d1.Print(&d1); //其中 &d1 这个参数传递是由编译器自动完成的，我们不能主动干预
函数接收并实现时，是这样的：
void Print(Date* const this) //这个参数也是编译器自动设计并接收使用的
{
cout << this->_year;
//……
//实际使用中，下面两种形式是完全一样的，即使我们不主动通过 this 指针指向成员变量
//编译器也会自动给我们加上 this 指针，指向当前对象的成员变量
_year; //实际效果等价于 this->_year
this->_year;
}
注意：
总结
以上就是类和对象（上）的全部内容了，我们简单了解面向过程和面向对象的区别，学习了类的各类特点，初步理解了C++的封装实现，最后还晓得了 this 指针的存在，体验到了类和对象的巧妙用法；在下一篇文章中，我们将会学习类中的各类默认成员函数，看看先前祖师爷在设计类时都出现了什么问题，后续是怎样解决问题的，以及类中更为有趣的成员函数
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