初步认识C++面向对象和类

初步认识面向对象及类的引入

• 前言
• 一、面向过程和面向对象初步认识
• • C语言
  • C++
  • 二、类的引入
  • • C++的类名代表什么
    • • 示例
      • C++与C语言的struct的比较
      • • 成员函数
        • 访问权限
        • 继承
        • 默认构造函数
        • 默认成员初始化
        • 结构体大小
        • 总结

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          前言

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          面向过程注重任务的流程和控制，适合简单任务和流程固定的场景；而面向对象则将数据和功能封装成对象，通过对象间的交互实现复杂功能，更适用于大型、复杂的软件系统开发。

          类的引入是面向对象编程中的一个核心概念。通过类，我们可以创建具有相同属性和行为的对象，从而实现代码的重用和模块化。类定义了对象的结构和行为，包括对象的属性（数据成员）和方法（成员函数）。通过实例化类，我们可以创建对象，并赋予它们特定的属性值。这样，每个对象都具有独特的身份，但仍然共享类的定义和行为。类的引入使得代码更加组织化、可维护性和可扩展性，提高了软件开发效率和质量。

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          一、面向过程和面向对象初步认识

          当我们开始接触编程时，首先遇到的两个核心概念便是面向过程（Procedural Programming）和面向对象（Object-Oriented Programming，简称OOP）。这两种编程范式各有其特点，并且在不同的应用场景中发挥着各自的优势。

          面向过程编程，顾名思义，是以一系列按照特定顺序执行的过程或函数为核心来构建程序的。在这种编程范式中，程序员会定义一系列函数，每个函数负责完成特定的任务，然后通过一个主程序来调用这些函数，以实现特定的功能。面向过程编程的优点在于其直观性和简单性，特别适用于小规模、逻辑清晰的程序。然而，随着程序规模的扩大和复杂度的提升，面向过程编程的缺点也逐渐暴露出来，如代码重复、难以维护、可扩展性差等。

          与面向过程编程不同，面向对象编程将现实世界中的事物抽象为对象，每个对象都拥有属性和方法。对象之间可以通过消息传递进行交互，从而实现复杂的功能。面向对象编程的核心概念包括类（Class）、对象（Object）、继承（Inheritance）、封装（Encapsulation）和多态（Polymorphism）。通过这些概念，面向对象编程能够更好地模拟现实世界，提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。

          在实际应用中，面向过程和面向对象编程往往不是孤立的，而是相互补充的。对于某些特定的任务或模块，使用面向过程编程可能更加合适；而对于整个系统或大型项目，采用面向对象编程则能够更好地组织和管理代码。因此，作为程序员，我们需要根据具体的需求和场景来选择合适的编程范式，以达到最佳的开发效果。

          C语言

          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。

          

          

          C++

          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。

          

          

          二、类的引入

          类的引入在编程中是一个核心概念，它允许我们创建具有相似属性和行为的对象集合。通过定义类，我们可以封装数据（属性）和功能（方法），从而创建出具有特定特性和行为的对象。这种封装不仅提高了代码的可读性和可维护性，还增强了代码的重用性。

          C语言结构体中只能定义变量，在C++中，结构体内不仅可以定义变量，也可以定义函数。比如：之前在我之前用C语言写的数据结构的文章中，用C语言方式实现的栈，结构体中只能定义变量；现在以C++方式实现，会发现struct中也可以定义函数。

          总结：c++兼容C语言中的struct用法，但是c++将struct升级成了类

          C++的类名代表什么

          在C++中，类名代表了一种自定义的数据类型。类是一种用户定义的数据类型，可以封装数据和成员函数，以实现特定的功能。

          类定义了一组数据成员和成员函数，用于描述对象的状态和行为。数据成员表示对象的属性和状态，而成员函数用于定义对象的行为和操作。

          通过创建类的对象，我们可以实例化该类并使用类的成员函数来操作对象的数据。类提供了一种封装数据和功能的机制，使得代码可以更加模块化和可维护。

          类名在C++中是用来标识该类的唯一标识符。通常按照一定的命名规范（如驼峰命名法）命名类名，以便于代码的可读性和可理解性。类名是用来声明类变量、创建对象和调用类的成员函数的重要标识符。

          示例

          在C语言中我们定义一个链表是按照下面的方式来定义的

          typedef struct SListNode
          {
          	SLTDataType data;
          	struct SListNode* next;
          }SLTNode;
          

          在C++中定义一个链表却是按照下面这个方式来定义

           struct SListNode
          {
          	SLTDataType data;
          	SListNode* next;
          };
          

          C++中的struct具有与类相同的能力，可以封装数据和成员函数。

          C++与C语言的struct的比较

          C++与C语言中的struct在定义和使用上有一些区别。

          成员函数

          C++的struct可以包含成员函数，而C语言的struct只能包含成员变量。

          以下是一个使用C++中的struct定义一个包含成员函数的示例：

          #include 
          struct Person {
          	//成员变量
              std::string name;
              int age;
          	//成员函数
              void display() {
                  std::cout 
              Person p1;
              p1.name = "John";
              p1.age = 25;
              p1.display();
              return 0;
          }
          
           
              int age;
          };
          void display() {
                 ……
              };
          
              std::string name;
              int age;
              void display() {
                  std::cout 
              Person p1;
              p1.name = "John";
              p1.age = 25;
              p1.display();
              return 0;
          }
          
              int age;
          };
          struct Cat : public Animal {
              std::string name;
          };
          int main() {
              Cat cat;
              cat.age = 3;
              cat.name = "Tom";
              return 0;
          }
          
              int age;
          } Animal;
          typedef struct {
              Animal animal;
              char name[20];
          } Cat;
          int main() {
              Cat cat;
              cat.animal.age = 3;
              strcpy(cat.name, "Tom");
              return 0;
          }
          
              std::string name;
              int age;
              
              // 默认构造函数
              Person() {
                  name = "Unknown";
                  age = 0;
              }
          };
          int main() {
              Person person; // 调用默认构造函数
              
              std::cout 
              char name[20];
              int age;
          };
          int main() {
              struct Person person = {"Unknown", 0}; // 手动赋初始值
              
              printf("Name: %s\n", person.name);
              printf("Age: %d\n", person.age);
              return 0;
          }
          
              int width = 0;  // 默认初始化为0
              int height = 0; // 默认初始化为0
          };
          int main() {
              Rectangle rectangle; // 使用默认初始化值
              
              std::cout 
              int width;
              int height;
          };
          int main() {
              struct Rectangle rectangle = {0, 0}; // 手动赋初始值
              
              printf("Width: %d\n", rectangle.width);
              printf("Height: %d\n", rectangle.height);
              return 0;
          }
          
              int width;
              int height;
          };
          int main() {
              struct Rectangle rectangle;
              printf("Size of Rectangle: %zu bytes\n", sizeof(rectangle));
              return 0;
          }
          
              virtual void draw() {
                  std::cout 
              int width;
              int height;
          };
          int main() {
              Rectangle rectangle;
              std::cout