c++语言程序设计(郑莉第四版)课件5

第五章C++程序的结构清华大学郑莉C++语言程序设计C++语言程序设计清华大学郑莉2本章主要内容作用域与可见性对象的生存期数据与函数静态成员共享数据的保护友元编译预处理命令多文件结构和工程深度探索C++语言程序设计清华大学郑莉3函数原形的作用域函数原型中的参数，其作用域始于(，结束于)。例如，设有下列原型声明：doublearea(doubleradius);radius的作用域仅在于此，不能用于程序正文其他地方，因而可有可无。作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉4局部作用域函数的形参，在块中声明的标识符，其作用域自声明处起，限于块中，例如：voidfun(inta){intb=a;cinb;if(b0){intc;......}}c的作用域b的作用域作用域与可见性a的作用域C++语言程序设计清华大学郑莉5类作用域类作用域作用于特定的成员名。类X的成员m具有类作用域，对m的访问方式如下：–如果在X的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符，那么在该函数内可以访问成员m。–通过表达式x.m或者X::m访问。–通过表达式ptr-M作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉6命名空间命名空间可以解决类名、函数名等的命名冲突命名空间的声明namespace命名空间名{各种声明（函数声明、类声明、……）}例namespaceSomeNs{classSomeClass{...};}特殊的命名空间–全局命名空间：默认的命名空间–匿名命名空间：对每个源文件是唯一的–具有命名空间作用域的变量也称为全局变量作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉命名空间作用域一个命名空间确定了一个命名空间作用域引用其它命名空间作用域中的标识符–命名空间名::标识符名–例：声明一个SomeClass型的对象SomeNs::SomeClassobj1;将其它命名空间作用域的标识符暴露于当前作用域–对指定标识符using命名空间名::标识符名;–对所有标识符usingnamespace命名空间名;C++中标准程序库的所有标识符都被声明在std命名空间中Usingnamespacestd;Std::cin,std::cout,std::endl;7作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉命名空间作用域在包含多个源文件的工程中，把命名空间常常用来屏蔽不希望暴露给其他源文件的标识符，这是因为每个源文件的匿名命名空间是彼此不同的，在一个源文件中没有办法访问其他源文件的匿名命名空间。例5-18作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉9可见性可见性是从对标识符的引用的角度来谈的概念可见性表示从内层作用域向外层作用域“看”时能看见什么。如果标识在某处可见，则就可以在该处引用此标识符。块作用域类作用域命名空间作用域作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉10可见性标识符应声明在先，引用在后。如果某个标识符在外层中声明，且在内层中没有同一标识符的声明，则该标识符在内层可见。对于两个嵌套的作用域，如果在内层作用域内声明了与外层作用域中同名的标识符，则外层作用域的标识符在内层不可见。（同名隐藏原则）作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉11同一作用域中的同名标识符在同一作用域内的对象名、函数名、枚举常量名会隐藏同名的类名或枚举类型名。（同名隐藏原则）重载的函数可以有相同的函数名。作用域与可见性C++语言程序设计清华大学郑莉12#includeiostreamusingnamespacestd;inti;//在全局命名空间中的全局变量namespaceNs{intj;//在Ns命名空间中的全局变量}intmain(){i=5;//为全局变量i赋值Ns::j=6;//为全局变量j赋值{//子块1usingnamespaceNs;//当前块中可以直接引用Ns中的标识符inti;//局部变量，局部作用域i=7;couti=iendl;//输出7coutj=jendl;//输出6}couti=iendl;//输出5return0;}作用域与可见性例5.1C++语言程序设计清华大学郑莉13对象的生存期对象从产生到结束的这段时间就是它的生存期。在对象生存期内，对象将保持它的值，直到被更新为止。C++语言程序设计清华大学郑莉14静态生存期这种生存期与程序的运行期相同。在命名空间作用域中声明的对象（例如全局变量）具有这种生存期。在函数内部声明静态生存期对象，要冠以关键字static。不随调用产生多次副本。可自动赋初值0。对象的生存期C++语言程序设计清华大学郑莉15#includeiostreamusingnamespacestd;inti=5;//命名空间作用域intmain(){couti=iendl;return0;}i具有静态生存期对象的生存期例C++语言程序设计清华大学郑莉16动态生存期块作用域中声明的，没有用static修饰的对象是动态生存期的对象（习惯称局部生存期对象）。开始于程序执行到声明点时，结束于命名该标识符的作用域结束处。对象的生存期C++语言程序设计清华大学郑莉17#includeiostreamusingnamespacestd;voidfun();intmain(){fun();fun();}voidfun(){staticinta=1;inti=5;a++;i++;couti=i,a=aendl;}运行结果：i=6,a=2i=6,a=3i是动态生存期，每次进入函数时都初始化a是静态生存期，只第一次进入函数时被初始化对象的生存期例C++语言程序设计清华大学郑莉18例5-2变量的生存期与可见性#includeiostreamusingnamespacestd;inti=1;//i为全局变量，具有静态生存期。voidother(){staticinta=2;staticintb;//a,b为静态局部变量，具有全局寿命，局部可见。//只第一次进入函数时被初始化。intc=10;//C为局部变量，具有动态生存期，//每次进入函数时都初始化。a+=2;i+=32;c+=5;cout---OTHER---\n;couti:ia:ab:bc:cendl;b=a;}对象的生存期intmain(){staticinta;//静态局部变量，有全局寿命，局部可见。intb=-10;//b,c为局部变量，具有动态生存期。intc=0;cout---MAIN---\n;couti:ia:ab:bc:cendl;c+=8;other();cout---MAIN---\n;couti:ia:ab:bc:cendl;i+=10;other();return0;}17运行结果：---MAIN---i:1a:0b:-10c:0---OTHER---i:33a:4b:0c:15---MAIN---i:33a:0b:-10c:8---OTHER---i:75a:6b:4c:1518C++语言程序设计清华大学郑莉21例5-3具有静态、动态生存期对象的时钟程序#includeiostreamusingnamespacestd;classClock{//时钟类定义public://外部接口Clock();voidsetTime(intnewH,intnewM,intnewS);//三个形参均具有函数原型作用域voidshowTime();private://私有数据成员inthour,minute,second;};对象的生存期Clock::Clock():hour(0),minute(0),second(0){}//构造函数voidClock::setTime(intnewH,intnewM,intnewS){//三个形参均具有局部作用域hour=newH;minute=newM;second=newS;}voidClock::showTime(){couthour:minute:secondendl;}20ClockglobClock;//声明对象globClock，//具有静态生存期，文件作用域intmain(){//主函数coutFirsttimeoutput:endl;//引用具有文件作用域的对象：globClock.showTime();//对象的成员函数具有类作用域globClock.setTime(8,30,30);ClockmyClock(globClock);//声明具有块作用域的对象myClock//调用拷贝构造函数，以globClock为初始值coutSecondtimeoutput:endl;myClock.showTime();//引用具有块作用域的对象return0;}21程序的运行结果为：Firsttimeoutput:0:0:0Secondtimeoutput:8:30:3022C++语言程序设计清华大学郑莉25数据与函数数据存储在局部对象中，通过参数传递实现共享——函数间的参数传递。数据存储在全局对象中。将数据和使用数据的函数封装在类中。数据与函数C++语言程序设计清华大学郑莉26使用全局对象#includeiostreamusingnamespacestd;intglobal;voidf(){global=5;}voidg(){coutglobalendl;}intmain(){f();g();//输出“5”return0;}数据与函数C++语言程序设计清华大学郑莉27将函数与数据封装#includeiostreamusingnamespacestd;classApplication{public:voidf();voidg();private:intglobal;};voidApplication::f(){global=5;}voidApplication::g(){coutglobalendl;}intmain(){ApplicationMyApp;MyApp.f();MyApp.g();return0;}数据与函数C++语言程序设计清华大学郑莉28静态成员解决同一类的不同对象之间的数据和函数共享问题静态数据成员–用关键字static声明–该类的所有对象维护该成员的同一个拷贝–必须在类外定义和初始化，用(::)来指明所属的类。–类属性是描述类的所有对象共同特征的一个数据项，对于任何对象实例，它的属性值是相同的。–静态数据成员具有静态生存期。–UML中用下划线来表示。静态成员C++语言程序设计清华大学郑莉29例5-4具有静态数据成员的Point类#includeiostreamusingnamespacestd;classPoint{public:Point(intx=0,inty=0):x(x),y(y){count++;}Point(Point&p);intgetX(){returnx;}intgetY(){returny;}voidshowCount(){coutObjectcount=“countendl;}private:intx,y;staticintcount;//所有对象共同维护同一个count};静态成员Point::Point(Point&p){x=p.x;x=p.y;count++;//在拷贝构造函数中对count累加，}intPoint::count=0;intmain(){Pointa(4,5);coutPointA:a.getX(),a.getY();a.showCount();Pointb(a);coutPointB:b.getX(),b.getY();b.showCount();retu