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前言

1. 面向对象编程
2. 类与对象

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一.初步认识面向过程和面向对象编程

1.面向过程编程初步认识

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。


面向过程编程（Procedural Programming） 是一种编程范式，它依赖于过程调用来实现程序的逻辑。它把程序视作一系列的程序执行步骤或者说是函数调用序列。这种方法强调的是在程序中执行一系列的计算步骤或者操作序列，而不像面向对象编程那样强调数据的抽象和封装。

与面向对象编程相比，面向过程编程通常更简单直接，适合于小型至中等规模的项目，或者特定类型的应用，如脚本编写和系统工具。然而，对于大型和复杂的应用程序，缺乏抽象和封装可能导致代码难以管理和扩展。

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。

2.面向对象编程初步认识

面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）是一种编程范式，它使用“对象”来设计应用程序和计算机程序。它侧重于数据抽象、封装、多态性和继承等概念。下面是面向对象编程的一些基本原则和概念：

• 类（Class）：类是对象的蓝图或者模板，它定义了一组具有相同属性（字段或变量）和行为（方法或函数）的对象的通用特性。

• 对象（Object）：对象是类的实例。每个对象都包含了类定义的数据和行为，具有独立的属性值（也可以称为状态），是程序操作的基本单位。

• 属性（Attribute）：属性是对象的状态，用变量表示。它们是存储在类或对象中的数据。

• 方法（Method）：方法表示对象可以执行的操作，是与对象相关联的函数。

• 封装（Encapsulation）：封装是把对象的实现细节隐藏起来，仅对外提供一个公共的接口。通过访问控制（private、protected、public），我们可以控制对象属性和方法的访问级别。

• 继承（Inheritance）：继承允许一个类继承另一个类的特性，即子类可以继承父类的属性和方法。这样可以实现代码复用，并建立类之间的层次关系。

• 多态性（Polymorphism）：多态性允许不同类的对象以统一的接口被处理。例如，通过覆盖（overriding）和重载（overloading）方法，不同的对象可以用相同的方法名实现不同的功能。

• 抽象（Abstraction）：抽象是简化复杂的现实问题的一种手段，它允许开发者聚焦于高级操作，而忽略底层的细节。抽象可以通过抽象类和接口来实现。

通过使用面向对象的方法，程序员能够以更直观的方式构建和理解复杂的系统，因为它们可以利用现实世界中的类比来设计系统的组件。大型软件项目通常易于管理，因为OOP提供的模块化使得编程更加组织化，代码也更易于维护和调试。面向对象编程广泛应用于许多不同类型的语言如Java、C++、Python、Ruby和C#等。

二.C++类

1. 类的引入：

在C语言中我们写结构体（struct），只能定义变量。在C++中，结构体不但可以定变量，还可以定义函数。这是因为我们把struct当成与类相近的关键字了。在C++中，我们更喜欢用class关键字来定义结构体等。

2. 类的定义

class为定义类的关键字，ClassName为类的名字，{}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。

class className
{
// 类体：由成员函数和成员变量组成
}; // 一定要注意后面的分号

类有两种定义方式：

1. 声明和定义全部放在类体中，需注意：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。
   

2. 类声明放在.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，注意：成员函数名前需要加类名::
   
   一般情况下，更期望采用第二种方式。第一种方式更方便，第二种定义更符合工作所需。

3.类的访问限定符&&封装

3.1 访问限定符

C++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。

【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(因为struct要兼容C)
   注意：访问限定符只在编译时有用，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】
问题：C++中struct和class的区别是什么？
解答： C++需要兼容C语言，所以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：在继承和模板参数列表位置，struct和class也有区别，后序给大家介绍

3.2 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。

• 封装本质上是一种管理，让用户更方便使用类。比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只有开关机键、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。

• 在C++语言中实现封装，可以通过类将数据以及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。

总结：封装主要两个方面，数据隐藏（更安全）和提供接口（方便用户交互使用）。

4.类的实例化

用类类型创建对象的过程，称为类的实例化

1. 类是对对象的描述，是一个模型一样的东西，限定了类的成员。比如我们要描述一个学生，他就有很多属性，名字，学号，性别等等属性，但没有给定具体数据，类只是个模板。
2. 一个类可以实例化多个对象。类是一个模板，没有具体数据，可以实例化多个对象。
3. 类并不会分配具体的内存空间来存储它。只是模板属性，并没有数据。

5.如何计算类的大小

其实这一点，我们在C语言便知道了，内存对齐。
实例：计算下方类的大小。

// 类中既有成员变量，又有成员函数
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 {};

运行结果：

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，成员函数不占内存。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。

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总结

此篇博客为简要介绍面向过程与面向对象的概念及区别，类的实例化对象、定义、封装、以及类的大小。

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