C++和C语言本质区别
C语言是面向过程的，面向过程的，分析出求解问题的步骤，然后逐步通过函数调用来逐步解决问题。
C++在分析问题是在面对对象的基础上来实现的，即将一件事情拆分为不同的对象，靠的是对象之间的交互来完成的。
比如说，放假了，假如学校留作业了，听起来有点不太好。但他就是留了。按照之前的想法，将写作业这个过程的步骤就是，我、网络、笔、作业。
我在网络上搜起了题，找到了答案，拿起来笔，把答案抄到作业上，完成了作业。这是按照面向过程的一步一步来完成的。
而我们把思想放到面向对象中呢，就是我、网络、笔、作业这四个对象。然后上述面向过程来完成的事件就变成了这四个对象之间交互来完成的，人不需要关心他们是如何进行细节的处理的。
C++类的引用
在C语言结构体中只能定义变量，但是不同于C语言的是，在C++的结构体中不仅可以定义变量，也可以定义函数。
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;
typedef int DataType;
struct Stack
{
void Init(size_t capacity)
{
_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);
if (nullptr == _array)
{
perror("malloc fail");
return;
}
_capacity = capacity;
_size = 0;
}
void Push(const DataType& data)
{
}
DataType Top()
{
return _array[_size - 1];
}
void Destroy()
{
}
DataType* _array;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
int main()
{
Stack test;
test.Init(5);
test.Push(1);
test.Push(2);
cout << test.Top() << endl;
test.Destroy();
return 0;
}当然，这里在C++中更加喜欢用class来代替。
类的定义
class yang
{
//类体：由成员函数和成员变量组成
};//一定要注意后面的分号。其中class为定义类的关键字，yang为类的名字，这里要注意一点：类定义结束之后后面分号是不能忽略的。
类体中内容称为类的成员，类体就是由成员函数和成员变量组成，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。
类的两种定义方式：
//第一中类的定义是声明和定义全部放在类体中，需要注意：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。
#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
void showInfo()
{
cout << _weigh << _height << _name << _age << endl;
}
char* _weigh;//体重
char* _height;//高度
char* _name;//姓名
int _age;//年龄
};//第二种类定义就是将类声明放在.h中，成员函数定义放在.cpp文件中
//这里：成员函数名前需要加上类名::
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
void showInfo();
char* _weigh;//体重
char* _height;//高度
char* _name;//姓名
int _age;//年龄
};
#include"test.h"
void Person::showInfo()
{
cout << _weigh << _height << _name << _age << endl;
}
在这里我们希望采用第二种类定义的方法，类声明和成员函数要分开。
成员变量命名规范的建议：
这里有个问题就是：year这里分不清到底是成员变量函数函数形参。
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;
};
int main()
{
Date a;
a.Init(1);
return 0;
}
因此这里的命名规范是将类中的成员变量名前_开头。
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;
};
int main()
{
Date a;
a.Init(1);
return 0;
}
类的访问限定符及封装
C++实现封装的方式：用类将对象的属性与方法结合在一块，从而使对象更加完善，通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用。
访问限定符说明：
1.public修饰的成员在类外可以直接被访问。
2.protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问(此处protected和private是类似的)
3.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。
4.如果后面没有访问限定符，作用域就到}即类结束。
5.class的默认访问权限为private，struct为public(这里是因为struct要兼容C)
注意：访问限定符只有在编译时有用，当数据映射到内存后，没有任何访问限定符上的区别。
面试题：C++中struct和class的区别是什么？
C++兼容C，所以在C++中有两种作用。一种是兼容C的效果，即C++中struct可以当成结构体使用。另外C++中struct还可以用来定义类。和class定义类是一样的，区别是struct定义的类默认访问权限是public，class定义的类默认访问权限是private.
注意：在继承和模版参数列表位置，struct和class也有区别。
封装
面试题：面向对象的三大特性：封装、继承、多态。
在类和对象阶段，主要研究类的封装特性，那什么是封装？
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。
封装本质是一种管理，让用户更方便使用类。
如：我有一个电饭煲
我只要直到开机关机，怎样煮饭就ok，对应他们的细节就无需过问了，他设计的就是留给我们一些简单易懂的按键，从而让我们和电饭煲来进行交换，来完成日常的做饭。对应我们使用者，无需过问细节。
在C++语言中实现封装，可以通过类将数据和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。
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。在类体外定义成员是，需要使用::作用域操作符来指明成员属于哪个类域。
#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
void PrintPersonInfo();
private:
char _name[20];
char _gender[3];
int _age;
};
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
cout << _name << " " << _gender << " " << _age << endl;
}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；
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。
类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图来建造出房子，类就好比是设计图，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。
#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:
void PrintPersonInfo();
private:
char _name[20];
char _gender[3];
int _age;
};
// 这里需要指定PrintPersonInfo是属于Person这个类域
void Person::PrintPersonInfo()
{
cout << _name << " " << _gender << " " << _age << endl;
}
int main()
{
Person._age = 100; // 编译失败：error C2059: 语法错误:“.”
return 0;
}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。
类对象的存储方式猜测
1.对象中包含类的各个成员。
这样做的缺陷是：每个对象中成员变量是不同的，但是调用同一份函数，如果按照此种方式存储，当一个类创建多个对象时，每个对象中都会保存一份代码，相同代码保存多次，浪费空间。
2.代码只保存一份，在对象中保存的是存放代码的地址。
3.只保存成员变量，成员函数存放在公共的代码段
结论：对于上述3种存储方式来说，计算机其实用的是第三种方式来存储的。
#include<iostream>
using namespace std;
//类中有成员变量也有成员函数
class A1
{
public:
void f1() {}
private:
int _a;
};
//类中仅有成员函数
class A2 {
public:
void f2() {}
};
// 类中什么都没有---空类
class A3
{};
int main()
{
A1 a1;
A2 a2;
A3 a3;
cout << sizeof(a1) <<" "<< sizeof(a2) <<" "<< sizeof(a3);
return 0;
}
结论：一个类的大小，实际就是该类中“成员变量”之和，当然要注意内存对齐
注意空类的大小，空类比较特殊，编译器给了空类一个字节来唯一标识这个类的对象。
结构体内存对齐规则
1.第一个成员在与结构体偏移量为0的地址处。
2.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。
这里的对齐数是编译器默认的一个对齐数与该成员大小的较小值。在VisualStudio中默认对齐数是8。
3.结构体总大小：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。
4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整数倍大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。
面试题
1.结构体怎么对齐？为什么要进行内存对齐？
结构体不像数组，结构体中可以存放不同类型的数据，它的大小也不是简单的各个数据成员大小之和，限于读取内存的要求，而是每个成员在内存中的存储都要按照一定偏移量来存储，根据类型的不同，每个成员都要按照一定的对齐数进行对齐存储，最后整个结构体的大小也要按照一定的对齐数进行对齐
2.如何让结构体按照指定的对齐参数进行对齐？能否按照3、4、5即任意字节对齐？
可以修改默认对齐数，但是结构体对齐规定不能任意对齐。
结构体进行规定对齐是跟底层的硬件有关系的，每种硬件对于数据的读取是不同的，为了提高硬件读取数据的效率，所以在代码层进行了结构体内存对齐。
比如：假设一台机器有32根地址线，即该机器每次能够读取32位的数据，也就是4byte的数据。例如将以下代码在该机器下进行读取：
不按照内存对齐的方式读取：
按照内存对齐的方式进行读取
不能进行任意对齐，也不可不进行对齐，因为可能会降低效率！
3.什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，有没有遇到过要考虑大小端的场景
大小端是数据的两种存储方式，大小端（Endianness）是指在存储多字节的数据时，字节的存储顺序是从高位到低位（大端）还是从低位到高位（小端）。
ok了，梦回C语言了，老铁们。上联合体。
#include<stdio.h>
union test
{
int a;
char b;
};
int main()
{
test c;
c.a = 1;
//printf("%d", c);
return 0;
}
这里发现是1开头，那就是数据的低位存在内存的低位，也就是小端存储。
this指针
#include <iostream>
using namespace std;
//定义一个日期类
class Date
{
public:
//初始化
void Init(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
//编译器会自动将对象的地址传进来 用this指针形参接收
//可在函数内部显式的写this指针进行访问
this->_year = year;
this->_month = month;
this->_day = day;
}
//打印函数
void Print()
{
//切记this指针是不能被修改的因为是用const修饰的参数
// this = nullptr; 会报错error:不可修改的左值
//编译器会自动将对象的地址传进来 用this指针形参接收
//可在函数内部显式的写this指针进行访问
cout << this->_year << " - ";
cout << this->_month << " - ";
cout << this->_day << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
//类的实例化对象
Date d1;
//调用Init方法，
//调用的时候编译器会自动的将对象的地址传进去
// 且用this指针接收地址
d1.Init(2024, 4, 10);
//打印
//调用的时候编译器会自动的将对象的地址传进去
// 且用this指针接收地址
d1.Print();
//但我们不能显式的去传递对象的地址
//会报错 error:函数调用中的参数太多
//因为编译器已经默认传了对象的地址了
//我们在传递就会出现错误
//d1.Print(&d1);
return 0;
}对于上述类，有这样的一个问题：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 函数时，该函数是如何知道应该设置 d1 对象，而不是设置 d2 对象呢？C++ 中通过引入 this 指针解决该问题，即： C++ 编译器给每个 “ 非静态的成员函数 “ 增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象 ( 函数运行时调用该函数的对象 ) ，在函数体中所有 “ 成员变量 ”的操作，都是通过该指针去访问。只不过所有的操作对用户是透明的，即用户不需要来传递，编译器自动完成 。
this指针的特性：
1. this 指针的类型：类类型 * const ，即成员函数中，不能给 this 指针赋值。2. 只能在 “ 成员函数 ” 的内部使用3. this 指针本质上是 “ 成员函数 ” 的形参 ，当对象调用成员函数时，将对象地址作为实参传递给 this形参。所以 对象中不存储 this 指针 。4. this 指针是 “ 成员函数 ” 第一个隐含的指针形参，一般情况由编译器通过 ecx 寄存器自动传递，不需要用户传递。
面试题：
1.this指针存在哪里？
编译器在生成程序时加入了获取对象首地址的相关代码。并把获取的首地址存放在了寄存器ECX中。也就是成员函数的其它参数正常都是存放在栈中。而this指针参数则是存放在寄存器中。
2.this指针可以为空吗？
this指针可以为空吗？ 可以为空，当我们调用函数时，如果函数内部不需要使用到this,也就是不需要通过this指向当前对象并对其进行操作时才可以为空 (当我们在其中什么都不放或者在里面随便打印一个字符串)，如果调用的函数需要指向当前对象，并进行操作，则会发生错误（空指针引用）就跟C中一样不能进行空指针的引用
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
void Print()
{
cout << "Print()" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* p = nullptr;
p->Print();
return 0;
}
上面定义了一个A类 的指针p并给其赋予空值，通过指针去调用成员函数Print，此时在传的时候给this指针形参传过去的是p指针的值 也就是nullptr，而在成员函数内部并没有通过this指针去访问成员（进行解引用操作），this指针啥都没做，也没有用到this指针。所以可以正常运行。
class A
{
public:
void PrintA()
{
cout<<_a<<endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
A* p = nullptr;
p->PrintA();
return 0;
}上面定义了一个A类 的指针p并给其赋予空值，通过指针去调用成员函数Print，此时在传的时候给this指针形参传过去的是p指针的值 也就是nullptr，而在成员函数内部通过this指针去访问成员_a（进行解引用操作），而此时的this指针是一个nullptr，对空指针解引用是不可行的。但是语法没问题，可是运行会崩溃。
