Day 3：类与对象
今天目标：理解 C++ 面向对象的基本思想，掌握类、对象、封装、成员函数、构造函数和成员初始化列表。
1、面向过程和面向对象
面向过程关注的是解决问题的步骤，常见写法是把任务拆成多个函数，按顺序执行。
例如：在开发板屏幕上画矩形：
open 打开屏幕
mmap 内存映射
draw_point 绘制像素点
munmap 解除映射
close 关闭文件面向对象关注的是解决问题需要哪些对象，把数据和操作数据的函数放到对象内部。
例如：
定义 Screen 类，描述屏幕
创建 Screen 对象
定义 Rect 类，描述矩形
创建 Rect 对象
让 Rect 对象绘制到 Screen 对象上一句话理解：
面向过程：围绕步骤写代码。
面向对象：围绕对象写代码。2、面向对象三大特性
C++ 面向对象有三个核心特征：
封装：把数据和函数放到类中，隐藏内部实现，只暴露必要接口。
继承：在已有类基础上扩展新类。
多态：同一个接口，在不同对象上表现出不同效果。当前阶段先重点掌握封装、类和对象。
3、类和对象
3.1、类 class
类是 C++ 的自定义类型，用来描述一类事物的属性和行为。
属性：成员变量
行为：成员函数例如坐标点：
class Point
{
public:
void setX(int x);
void setY(int y);
void move(int x, int y);
int getX() const;
int getY() const;
private:
int _x = 0; // x 坐标
int _y = 0; // y 坐标
};3.2、对象 object
对象就是用类创建出来的具体变量，也叫实例化对象。
Point p1; // 创建一个 Point 对象
Point p2; // 再创建一个 Point 对象简单理解：
类是图纸，对象是根据图纸造出来的具体东西。4、封装和访问权限
封装就是把数据和函数放到类里面，并通过访问权限控制外部能不能直接访问。
常见写法：
private：放成员变量，保护数据
public ：放成员函数，对外提供接口访问权限：
public 公有，类外可以访问
private 私有，只能类内访问
protected 保护，类内和子类可以访问示例：
Point p;
p.setX(100); // 正确，通过 public 函数修改
// p._x = 100; // 错误，_x 是 private，类外不能直接访问class 和 struct 的区别
class 默认权限是 private
struct 默认权限是 public实际开发中：
需要封装数据和行为：常用 class
只是简单保存数据：可以用 struct5、类的声明和定义分离
标准 C++ 中，类一般分成三个文件：
point.hpp 类的声明
point.cpp 类的实现
main.cpp 类的使用5.1、point.hpp：类的声明
#ifndef POINT_HPP
#define POINT_HPP
class Point
{
public:
void setX(int x);
void setY(int y);
void move(int x, int y);
int getX() const;
int getY() const;
private:
int _x = 0; // x 坐标
int _y = 0; // y 坐标
};
#endif头文件保护：
#ifndef POINT_HPP
#define POINT_HPP
...
#endif作用是防止头文件被重复包含。
5.2、point.cpp：类的定义
#include "point.hpp"
void Point::setX(int x)
{
_x = x;
}
void Point::setY(int y)
{
_y = y;
}
void Point::move(int x, int y)
{
_x = x;
_y = y;
}
int Point::getX() const
{
return _x;
}
int Point::getY() const
{
return _y;
}注意：
void Point::setX(int x)这里的 Point:: 表示 setX 属于 Point 类。
类外定义成员函数时，必须写：
类名::函数名5.3、main.cpp：类的使用
#include <iostream>
#include "point.hpp"
void printPoint(const Point& pos)
{
std::cout << "x = " << pos.getX() << std::endl;
std::cout << "y = " << pos.getY() << std::endl;
// pos.setX(100); // 错误，const 引用只能调用 const 成员函数
}
int main()
{
Point pos;
pos.move(100, 200);
printPoint(pos);
return 0;
}编译：
g++ main.cpp point.cpp -o app6、只读成员函数 const
如果成员函数只读取数据，不修改成员变量，就应该在函数后面加 const。
声明：
int getX() const;定义：
int Point::getX() const
{
return _x;
}作用：
1. 表示这个函数不会修改对象内部数据
2. const 对象或 const 引用只能调用 const 成员函数
3. get 函数通常都写成 const 成员函数错误示例：
int Point::getX() const
{
_x = 100; // 错误，const 成员函数不能修改成员变量
return _x;
}7、构造函数
构造函数是类中的特殊成员函数，用来在创建对象时初始化成员变量。
特点：
1. 函数名和类名相同
2. 没有返回类型
3. 创建对象时自动调用
4. 可以重载
5. 如果没有写构造函数，编译器会自动生成默认构造函数示例：
class Point
{
public:
Point()
{
_x = 0;
_y = 0;
}
Point(int x, int y)
{
_x = x;
_y = y;
}
private:
int _x;
int _y;
};使用：
Point p1; // 调用无参构造函数
Point p2(100, 200); // 调用有参构造函数
Point p3{1, 2}; // C++11 写法注意：
Point p4(); // 这不是创建对象，而是声明一个函数
Point p5{}; // 这是创建对象默认构造函数
默认构造函数指不传参数也能调用的构造函数。
两种常见形式：
Point(); // 无参构造
Point(int x = 0, int y = 0); // 参数都有默认值匿名对象
直接调用构造函数会产生一个没有名字的临时对象，也叫匿名对象。
foo(Point(100, 200)); // 用临时对象作为函数参数8、成员初始化列表
成员初始化列表写在构造函数参数列表后面，用冒号 : 开始。
格式：
类名(参数列表) : 成员1(初值), 成员2(初值)
{
}示例：
class Point
{
public:
Point(int x, int y) : _x(x), _y(y)
{
}
private:
int _x;
int _y;
};这比在构造函数体里赋值更推荐，因为它是初始化，效率更高。
必须使用成员初始化列表的情况
1. 成员变量是 const 常量
2. 成员变量是引用
3. 成员对象没有默认构造函数示例：
class Other
{
public:
Other(int value) : _value(value)
{
}
private:
int _value;
};
class Demo
{
public:
Demo(int x, int y) : _x(x), _y(y), _r(_x), _oth(100)
{
}
private:
int _x;
const int _y; // const 成员必须初始化
int& _r; // 引用成员必须初始化
Other _oth; // Other 没有默认构造函数，必须初始化
};9、总结
1. 类是自定义类型，用来描述一类事物的属性和行为。
2. 对象是由类创建出来的具体变量。
3. 封装是把数据隐藏起来，通过 public 函数安全访问。
4. public 可以类外访问，private 只能类内访问。
5. class 默认 private，struct 默认 public。
6. 类的声明通常写 .hpp，定义通常写 .cpp。
7. 类外定义成员函数要写 类名::函数名。
8. get 函数通常写 const，因为它只读取数据。
9. 构造函数在创建对象时自动调用，用于初始化成员变量。
10. 成员初始化列表更推荐，const 成员、引用成员、无默认构造的成员对象必须用它。一句话记忆：
类负责描述，对象负责使用；封装负责保护数据，构造函数负责初始化对象。
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