（三）C++中 struct和class的区别 是什么？【面试题】
- 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：struct 定义的类 默认访问权限 是 public（C++兼容C），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。】
四、封装
面向对象 的 三大特性：封装、继承、多态。【面试题】
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。
（一）谈封装（ 对于 封装 的理解 ）
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。
对于计算机使用者而言，不需要关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。
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。
五、类的作用域
类定义了一个新的作用域。【 { } 中定义的都是 域 】
- 类的所有成员 都在 类的作用域中。
- 类体外定义成员 时，需要使用
::作用域操作符指明成员属于哪个类域。
六、类的实例化
（一）对类更深入的理解：
用类类型创建对象的过程，称为类的实例化 。
- 类 是对 对象 进行的 描述，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 ，但 并没有分配实际的内存空间来存储它；
- 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
（二）例子理解 类：
类实例化出对象 就像现实中使用建筑设计图 建造出房子，类 就像是 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。
七、类对象模型
（一）如何计算类对象的大小
class A { public: void PrintA() { cout<<_a<<endl; } private: char _a; };
问题：类中既可以有成员变量，又可以有成员函数，那么一个类的对象中包含了什么？如何计算一个类的大小？
（二）类对象的存储方式猜测
- 对象中包含类的各个成员
缺陷：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。 那么如何解决呢？
- 代码只保存一份，在对象中保存存放代码的地址
- 只保存成员变量，成员函数存放公共的代码段
问题：对于上述三种存储方式，那计算机到底是按照那种方式来存储的？
// 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 //没有成员 => 不需要存储数据 class A3 {};
sizeof(A1) : ______ sizeof(A2) : ______ sizeof(A3) : ______
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（ 这个字节不存储有效数据 ） 一个字节 来 唯一标识这个类的对象。
（三）结构体内存对齐规则
- 第一个成员 在与结构体偏移量为0 的地址处。
- 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。
注意：对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小 的 较小值。
【VS中默认的对齐数为8】 - 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。
- 如果嵌套结构体的情况，嵌套的结构体 对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小 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】
- 结构体怎么对齐？ 为什么要进行内存对齐？
- 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？
- 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
八、this指针
（一）this指针的引出
我们先来定义一个日期类 Date
class Date { public: void Init(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() { cout <<_year<< "-" <<_month << "-"<< _day <<endl; } private: int _year; // 年 int _month; // 月 int _day; // 日 }; int main() { Date d1, d2; d1.Init(2022,1,11); d2.Init(2022, 1, 12); d1.Print(); d2.Print(); 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 。
（二）this指针的特性
- this指针的类型：类类型 * const ，即成员函数中，不能给this指针赋值。
- 只能在“成员函数”的内部使用
- 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 【 和局部变量一样，存在栈帧上 】。所以 对象中不存储this指针。
- 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
- CPU 访问内存 —> 嫌 访问内存太慢了
- 经常访问的 或 小变量 => 存寄存器（ 非常快 ）
【 只是逻辑上是这样，显式写出传递的类对象的地址，显式写出接收的 * this 指针 。实际中并不会显式写出，也不能像这样显式写出。 】
- 不能显示的写 this相关 的 实参 和 形参
- 但是可以在类里面显示的使用。（有些时候，是需要用this指针的）
【面试题】
- this指针存在哪里？
- this指针可以为空吗？
C语言 和 C++ 实现Stack的对比
- C语言实现
typedef int DataType; typedef struct Stack { DataType* array; int capacity; int size; }Stack; void StackInit(Stack* ps) { assert(ps); ps->array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * 3); if (NULL == ps->array) { assert(0); return; } ps->capacity = 3; ps->size = 0; } void StackDestroy(Stack* ps) // C 每次调用函数都要传地址过来 { assert(ps); if (ps->array) { free(ps->array); ps->array = NULL; ps->capacity = 0; ps->size = 0; } } void CheckCapacity(Stack* ps) { if (ps->size == ps->capacity) //还要用指针去访问 { int newcapacity = ps->capacity * 2; DataType* temp = (DataType*)realloc(ps->array, newcapacity*sizeof(DataType)); if (temp == NULL) { perror("realloc申请空间失败!!!"); return; } ps->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); //每次都要 传指针 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; }
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
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: //成员变量 DataType* _array; int _capacity; int _size; }; int main() { Stack s; s.Init(); //C++不用传指针，直接在类里 可以直接用 s.Push(1); //把工作都交给编译器 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; }
- 访问限定符【 成员变量 一般是 私有的 】 => 使函数调用更规范
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【 不需要传指针了 】，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（ 传参都由编译器来传 ），C语言中需用用户自己维护。
