前言：C语言中的结构体，在C++有着更高位替代者——类。而类的实例化叫做对象。
本篇文章不定期更新扩展后续内容。
目录
- 一.面向过程和面向对象初步认识
- 二.类
- 1.C++中的结构体
- 2.类的定义
- 类的两种定义方式
- 3.类的访问限定符及封装
- 访问限定符说明
- 4.类的实例化
- 对象只存储成员变量，不存储成员函数
- 成员函数存储在公共代码区
- 5.this指针
- 三.六大默认成员函数
- 1.构造函数
- 构造函数特点
- 默认构造函数
- 初始化列表
- 2.析构函数
- 析构函数特点
- 三 .拷贝构造函数
- 浅拷贝问题——指向同一块空间
- 拷贝构造
- 深拷贝
- 拷贝构造特点：
一.面向过程和面向对象初步认识
在学习C语言的时候，我就时常听说过面向过程和面向对象，但是对这两个概念的认知非常模糊，那么这两者有什么区别呢？
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。
而C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。我们不需要关注过程是怎么完成的，我们只需要关注对象间的交互。
面向对象有3大特性——封装，继承，多态。
二.类
1.C++中的结构体
C语言中结构体中只能定义变量，而在C++中，结构体中不仅能定义变量，还可以定义函数（struct升级成了类）。
以数据结构——栈为例：
直接在结构体内定义函数。
实例化对象时，无需再写struct，只需写结构体名。
#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct Stack {
int* a;
int capacity;
int top;
void Init() //定义函数
{
a = nullptr;
capacity = 0;
top = 0;
}
}ST;
int main()
{
Stack s1; // 无struct
s1.Init();
return 0;
}
2.类的定义
在C++中，类更喜欢用class而非struct。
这两者在默认访问限定上有些区别，struct默认为public，而class默认为private，更符合面向对象的要求。这也是为什么更喜欢使用class。该点在下文默认访问限定符也会讲解。
class Classname
{
//类体：成员函数+成员变量
}; //跟结构体一样有分号不要忘
class为定义类的关键字，Classname为类名，{}中为类的主体，类体中的内容称为类的成员，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成员函数。
类的两种定义方式
一种就是向上面的栈一样将函数声明定义都写在类里面，值得一提的是，这种函数会被编译器当成内联函数。
还有一种就是将类声明放在头文件中，在源文件中定义函数，但是需要注意的是，成员函数名前需要加类名::（域作用限定符），一般第二种用的更多。
//obj.h
#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct Stack {
int* a;
int capacity;
int top;
void Init();
}ST;
//test.cpp
#include"obj.h"
void Stack::Init() // 类名::
{
a = nullptr;
capacity = top = 0;
}
3.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(成员变量)和方法(成员函数)结合在一起，让对象更加完善，通过访问限定符选择性的将其接口提供给外部的用户使用。
共有3种访问限定符：在诸如php，java等语言中都有。
访问限定符说明
利用好访问限定符，可以有效保护好类中的数据，防止其他人随便访问。
1.public:公有的类成员可以在任何地方被访问。
protect：受保护的类成员则可以被其自身以及其子类和父类访问。
private：私有的类成员则只能被其定义所在的类访问。
（在学继承之前，protect和private使用起来没差）
2.struct默认为public，class默认为private。
3.访问权限作用域从该访问限定符开始到下一个访问限定符出现。
4.如果后面没有访问限定符，作用域到 } 为止。
5.一般情况下，成员变量都设置为private。
以日期类为例：
class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year; //声明，没有定义，不占空间
int _month;
int _day;
};
4.类的实例化
用类创建对象的过程，叫做类的实例化。
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。实例化出的对象才占用实际的内存空间，且只存储成员变量，不存储成员函数。
以日期类为例：
class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year; //声明，没有定义，不占空间
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1; // 类的实例化
Date d2, d3; // 一个类可以实例化出多个对象
//下面两行代码可行吗，为什么？
//Date::_year = 1; //并没有实例化对象，只是声明没有开空间，更不必说初始化了。
//d1._year = 1; //实例化了呢？也不行，因为_year是私有成员变量，只能在Date类中更改。
return 0;
}
对象只存储成员变量，不存储成员函数
上文说过，类的主体有两个：成员变量和成员函数。
但实际上实例化的对象中只存储成员变量，而成员函数存储在公共代码区。
请看下例代码（类的空间大小计算和结构体一样，遵循结构体内存对齐规则）：
class Date {
public:
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year; //声明，没有定义，不占空间
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date s1;
cout << sizeof(Date) << endl;
cout << sizeof(s1) << endl;
return 0;
}
控制台输出如下：
可以发现，12是只计算成员变量得到的结果，因此可以得知对象中并不存储成员函数。
之所以这样是因为成员函数对每个对象都是一样的，其会被存储在公共代码区，这样不必要在每次实例化对象时都存储一次成员函数，大大提高了程序效率。
成员函数存储在公共代码区
请看如下代码，各位觉得能够运行成功吗？
class Example
{
public:
void Print()
{
cout << "Print()" << endl;
}
private:
int _a;
int _b;
};
int main()
{
Example* s1 = nullptr;
s1->Print(); //空指针指向？？？？
return 0;
}
控制台显示如下：
运行成功了，为什么呢？上面不是空指针解引用问题吗，程序应该崩溃呀？
答：上面说过成员函数存储在公共代码区，直接向公共代码区call该函数的地址，不需要向对象s1中找东西，因此不会发生空指针解引用操作。
5.this指针
类的成员函数中都隐藏了一个this指针参数。
this在实参和形参位置不能显示写，但是可以在类里面显示的用。
this指针不可被更改.
this指针可以为空（就是上面成员函数存在公共代码区的例子）。
this指针存在栈帧里面。（不要误以为this存在对象中，this就是一个形参，跟普通形参一样存在栈帧里面）。
仍以日期类为例：
class Date {
public:
//this在实参和形参中不能显示地写
//在类中可以显示地用(没什么价值)
void Init(int year, int month, int day)
{
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
/*void Init(Date* const this ,int year, int month, int day)
{
this->_year = year;
this->_month = month;
this->_day = day;
}*/
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
d1.Init(2023, 8, 11); //d1.Init(&d1,2023,8,11);
return 0;
}
三.六大默认成员函数
C++中有六个默认成员函数，我们不写的话，它们会自动生成。
1.构造函数
构造函数最便捷的地方就是自动调用，可以在我们忘了初始化的时候发挥作用。
构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象，而是初始化对象。
其特征如下：
1.函数名和类名相同。
2.无返回值（不需要写void）。
3.对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。
4.构造函数可以重载。（可以写多个构造函数，提供多种初始化方式）
class Date {
public:
//构造函数，函数名和类名相同。
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1) //全缺省参数
{
cout << "Date()" << endl; // 借此观察构造函数是否被调用
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1(2023,8,11); // 对象实例化时自动调用构造函数，一定记住！！！ 实参可以任意更改
//在对象d1后面接实参是构造函数的特殊的初始化规则。
//Date d2(); //不可以在对象后加括号而不给实参，因为编译器分不清你是在创建对象还是调用函数。
return 0;
}
控制台输出如下：可以看到，我们并没有调用Date函数，Date函数在对象实例化时自动调用了。
构造函数特点
构造函数，是默认成员函数之一，我们不写，编译器也会自动生成。
编译生成的默认构造函数的特点：
1.我们写了就不会自动生成了，我们不写编译器会自动生成一个无参的默认构造函数。
2.内置类型不会处理（C++11，支持声明时给缺省值，但是有了缺省值就会处理）
3.自定义类型的成员才会处理，会去调用这个成员的默认构造函数。（注意是默认构造函数，而非是构造函数）（内置类型就是诸如int，double这种语言提供的类型，而自定义类型就是我们自己定义的类型，比如上文的Date。
需要注意的是：int* 是内置类型，Date* 也是内置类型。只要是指针就是内置类型）
默认构造函数
ps：这个地方刚开始学的时候理解起来挺难的，我被绕的晕头转向的。还是要多学多看代码啊。
切不可认为只有编译器自动生成的才是默认构造函数。 无参的构造函数和全缺省的构造函数（此两者都是我们自己写的）都被称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。
共有3种默认构造函数：
1.无参的构造函数
2.全缺省的构造函数
3.我们没写编译器自动生成的构造函数。
总结：这3种默认构造函数有一个共同点，就是不传参就可以调用。
多个默认构造函数同时存在会有歧义。
如下图所示，编译器就会显示无默认构造函数。
而将Date写成全缺省就可以正常运行（对应上文的全缺省的构造函数是默认构造函数）
·总结：一般情况下都需要我们自己写构造函数，决定初始化方式。而成员变量全是自定义类型时，可以考虑不写构造函数。
初始化列表
2.析构函数
析构函数：与构造函数的作用相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，局部对象的销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作（malloc，realloc出来的空间等）。
析构函数的特性：
1.析构函数名是在类名前加上字符~
2.无参数无返回值
3.一个类只能有一个析构函数。若未显示定义（我们没写），系统会自动生成默认的析构函数。注意：析构函数不能重载。
4.对象声明周期结束时，C++编译系统自动给调用析构函数。
5.后定义的对象先析构（栈帧）。
析构函数特点
跟构造函数类似，析构函数具有以下特点：
1.我们写了就不会自动生成了，我们不写编译器会自动生成一个析构函数。
2.内置类型成员不会处理。
3.自定义类型成员会调用这个成员的析构函数。
以如下代码为例：在日期类中创建了一个自定义类型A的成员变量
class A {
public:
A()
{
cout << "A()" << endl;
}
~A()
{
cout << "~A()" << endl;
}
};
class Date {
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
cout << "Date()" << endl;
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
~Date()
{
cout << "~Date()" << endl;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
A _aa;
};
int main()
{
Date d1;
return 0;
}
控制台显示如下：可以看到我们只是创建了一个Date的实例化对象，但是程序先调用了A的构造函数，之后调用Date的构造函数，生命周期结束后，先调用了Date的析构函数，最后调用了A的析构函数。
因为A是自定义类型，而自定义类型成员会去调用这个成员的构造和析构函数。
三 .拷贝构造函数
下面将用一个问题来引出为什么需要拷贝构造。
浅拷贝问题——指向同一块空间
仍以上面的日期类为例：使用C语言常用的传值调用
//日期类代码跟上面相同，这里省略。 void Func(Date d) //传值调用 { } int main() { Date d1; Func(d1); return 0; }
控制台输入如下：
可以看到，析构函数调用了两次，这是因为首先在main栈帧中创建了d1，调用了构造函数，之后d1拷贝赋值给d。待到d生命周期结束，Func栈帧销毁，调用一次析构函数回收d的资源。然后d1生命周期结束，栈帧销毁回收d1的资源，调用第二次析构函数。
但是，上面的日期类实际上并无诸如malloc，realloc开出来的空间可清理，实际拷贝时我们并不能这样传值传参，下面再以栈举个反例：
class Stack {
public:
Stack(size_t n = 4)
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
_capacity = n;
_top = 0;
}
~Stack()
{
free(_a);
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
void Func(Stack s)
{
}
int main()
{
Stack s1;
Func(s1);
return 0;
}
相似的代码，但是运行后程序直接崩溃了：
原因跟上面的日期类例子类似：Func先调用析构函数，栈帧销毁，释放_a指向的空间，而main结束再调用析构函数，释放_a指向的空间，但是刚刚这个空间已经被释放过了，_a已经是野指针，因此程序崩溃。
那么对此有什么解决办法吗？实际上只需要将Func传值传参改成传指针传参或者传引用传参即可。这样的话从始至终都只有一个对象s1（一个对象只会析构一次）。
但是，这里又提出了一个问题，怎么才能在不改变s1的情况下改变s呢？这种时候就要用到拷贝构造函数。
拷贝构造
用当前类型的对象去初始化另一个同类型对象。
C++规定自定义类型传值传参要调用拷贝构造。
拷贝构造函数：只有单个形参，该形参是对本类类型对象的引用，在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。
其特征如下：
1.拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
2.拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器直接报错，因为会引发无穷递归调用。
注意特征的第二点，不能使用传值方式，可使用传引用方式。
因为使用传值方式的话，传值过去实例化出一个对象d，对象d又会去调用自己的拷贝构造函数，再实例化出一个对象…如此往复，无穷递归调用下去：
class Date {
public:
Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
{
cout << "Date()" << endl;
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//Date(Date d) //拷贝构造函数——传值方式——程序崩溃
//{
// cout << "Date(Date d)" << endl;
// _year = d._year;
// _month = d._month;
// _day = d._day;
//}
Date(Date& d) //拷贝构造函数——传引用方式——正确
{
cout << "Date(Date d)" << endl;
_year = d._year;
_month = d._month;
_day = d._day;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main()
{
Date d1;
Date d2(d1); // 拷贝构造
Date d3 = d1; //跟上一行代码是等价的
return 0;
}
深拷贝
刚刚类Stack发生了浅拷贝，对同一块空间释放了两次。我们可以通过拷贝构造函数避免发生这种情况。
传值传参实例化出对象s，会自动调用拷贝构造函数，将s1的数据拷贝给s，并且没有改变s1.
class Stack {
public:
Stack(int n = 4)
{
cout << "Stack()" << endl;
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
_capacity = n;
_top = 0;
}
Stack(Stack& s) // 拷贝构造函数
{
_a = (int*)malloc(sizeof(int) * s._capacity);
_top = s._top;
_capacity = s._capacity;
}
~Stack()
{
cout << "~Stack()" << endl;
free(_a);
}
private:
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
void Func(Stack s) //自定义类型传值传参
{
}
int main()
{
Stack s1;
Func(s1);
return 0;
}
拷贝构造特点：
我们不写，编译器默认生成的拷贝构造跟之前的构造函数，析构函数特点不一样。
1.自定义类型，会去调用它的拷贝构造
2. 内置类型，会对它进行值拷贝
总结：像日期类这种，我们可以不写拷贝构造默认生成的就够用了。但是像栈这种的，我们需要实现深拷贝的拷贝构造。
文末BB：对哪里有问题的朋友，尽管在评论区留言，若哪里写的有问题，也欢迎朋友们在评论区指出，博主看到后会第一时间确定修改。最后，制作不易，如果对朋友们有帮助的话,希望能给博主点点赞和关注.
![成功解决ubuntu-22.04的sudo apt-get update一直卡在【0% [Waiting for headers]】](https://img-blog.csdnimg.cn/897f684f80c94a43a3617cd129eeaee0.png)
![[保研/考研机试] KY80 进制转换 北京大学复试上机题 C++实现](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/96b0a331cc17ca77cc1f8645f17f0588.png)
