面向对象程序设计C++-第4章

第四章类与对象C++语言程序设计C++语言程序设计2本章主要内容面向对象的思想OOP的基本特点类概念和声明对象构造函数析构函数内联成员函数拷贝构造函数类的组合C++语言程序设计3回顾：面向过程的设计方法重点:–如何实现的细节和过程，将数据与函数分开。形式：–主模块+若干个子模块（main()+子函数）。特点：–自顶向下，逐步求精——功能分解。缺点：–效率低，程序的可重用性差。面向对象的思想C++语言程序设计4面向对象的方法目的：–实现软件设计的产业化。观点：–自然界是由实体（对象）所组成。程序设计方法：–使用面向对象的观点来描述模仿并处理现实问题。要求：–高度概括、分类、和抽象。面向对象的思想C++语言程序设计5抽象抽象是对具体对象（问题）进行概括，抽出这一类对象的公共性质并加以描述的过程。–先注意问题的本质及描述，其次是实现过程或细节。–数据抽象：描述某类对象的属性或状态（对象相互区别的物理量）。–代码抽象：描述某类对象的共有的行为特征或具有的功能。–抽象的实现：通过类的声明。OOP的基本特点C++语言程序设计6抽象实例——钟表数据抽象：intHour,intMinute,intSecond代码抽象：SetTime(),ShowTime()OOP的基本特点C++语言程序设计7抽象实例——钟表类classClock{public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};OOP的基本特点C++语言程序设计8抽象实例——人数据抽象：char*name,char*gender,intage,intid代码抽象：生物属性角度：GetCloth(),Eat(),Step(),…社会属性角度：Work(),Promote(),…OOP的基本特点C++语言程序设计9封装将抽象出的数据成员、代码成员相结合，将它们视为一个整体。–目的是曾强安全性和简化编程，使用者不必了解具体的实现细节，而只需要通过外部接口，以特定的访问权限，来使用类的成员。–实现封装：类声明中的{}OOP的基本特点C++语言程序设计10封装实例：classClock{public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};边界特定的访问权限OOP的基本特点外部接口C++语言程序设计11继承与派生是C++中支持层次分类的一种机制，允许程序员在保持原有类特性的基础上，进行更具体的说明。实现：声明派生类——见第7章OOP的基本特点C++语言程序设计12多态性多态：同一名称，不同的功能实现方式。目的：达到行为标识统一，减少程序中标识符的个数。实现：重载函数和虚函数——见第8章OOP的基本特点C++语言程序设计13c++中的类类是具有相同属性和行为的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和行为两个主要部分。利用类可以实现数据的封装、隐藏、继承与派生。利用类易于编写大型复杂程序，其模块化程度比C中采用函数更高。类和对象C++语言程序设计14类的声明形式类是一种用户自定义类型，声明形式：class类名称{public:公有成员（外部接口）private:私有成员protected:保护型成员}类和对象C++语言程序设计15公有类型成员在关键字public后面声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。类和对象C++语言程序设计16私有类型成员在关键字private后面声明，只允许本类中的函数访问，而类外部的任何函数都不能访问。如果紧跟在类名称的后面声明私有成员，则关键字private可以省略。类和对象C++语言程序设计17保护类型与private类似，其差别表现在继承与派生时对派生类的影响不同，第七章讲。类和对象C++语言程序设计18类的成员classClock{public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};类和对象成员数据成员函数voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime(){coutHour:Minute:Second;}19C++语言程序设计20成员数据与一般的变量声明相同，但需要将它放在类的声明体中。类和对象C++语言程序设计21成员函数在类中说明原型，可以在类外给出函数体实现，并在函数名前使用类名加以限定。也可以直接在类中给出函数体，形成内联成员函数。允许声明重载函数和带默认形参值的函数类和对象C++语言程序设计22内联成员函数为了提高运行时的效率，对于较简单的函数可以声明为内联形式。内联函数体中不要有复杂结构（如循环语句和switch语句）。在类中声明内联成员函数的方式：–将函数体放在类的声明中。–使用inline关键字。类和对象C++语言程序设计23内联成员函数举例(一)classPoint{public:voidInit(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}intGetX(){returnX;}intGetY(){returnY;}private:intX,Y;};类和对象C++语言程序设计24内联成员函数举例(二)classPoint{public:voidInit(intinitX,intinitY);intGetX()；intGetY()；private:intX,Y;};类和对象inlinevoidPoint::Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}25C++语言程序设计26定义类时应注意的事项1、在类体中不允许对所定义的数据成员进行初始化。2、类中的数据成员的类型可以是任意的，包含整型、浮点型、字符型、数组、指针和引用等。也可以是对象。另一个类的对象，可以作该类的成员，但是自身类的对象是不可以的，而自身类的指针或引用又是可以的。当一个类的对象为这个类的成员时，如果这个类的定义在后，需要提前说明。C++语言程序设计273、一般地，在类体内先说明公有成员，它们是用户所关心的，后说明私有成员，它们是用户不感兴趣的。在说明数据成员时，一般按数据成员的类型大小，由小至大说明，这样可提高时空利用率。4、经常习惯地将类定义的说明部分或者整个定义部分(包含实现部分)放到一个头文件中。C++语言程序设计28对象类的对象是该类的某一特定实体，即类类型的变量。声明形式：类名对象名；例：ClockmyClock;类和对象C++语言程序设计29类中成员的访问方式类中成员互访–直接使用成员名类外访问–使用“对象名.成员名”方式访问public属性的成员类和对象C++语言程序设计30例4-1类的应用举例#includeiostreamusingnamespacestd;classClock{......//类的声明略}//......类的实现略intmain(){ClockmyClock;myClock.SetTime(8,30,30);myClock.ShowTime();}类和对象C++语言程序设计31构造函数构造函数的作用是在对象被创建时使用特定的值构造对象，或者说将对象初始化为一个特定的状态。在对象创建时由系统自动调用。如果程序中未声明，则系统自动产生出一个默认形式的构造函数允许为内联函数、重载函数、带默认形参值的函数构造函数和析构函数C++语言程序设计32构造函数举例classClock{public:Clock(intNewH,intNewM,intNewS);//构造函数voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};构造函数和析构函数构造函数的实现：Clock::Clock(intNewH,intNewM,intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}建立对象时构造函数的作用：intmain(){Clockc(0,0,0);//隐含调用构造函数，将初始值作为实参。c.ShowTime();}33C++语言程序设计34由程序分析得构造函数的特点如下：1、构造函数是成员函数，函数体可写在类体内，也可定在类体外。2、构造函数是一个特殊的函数，该函数的名字与类名相同，该函数不指定类型说明，它有隐含的返回值，该值由系统内部使用。该函数可以有一个参数，也可以有多个参数。3、构造函数可以重载，即可以定义多个参数个数不同的函数。4、程序中不能直接调用构造函数，构造函数是在对象被定义时隐含调用的，它不能显式调用；它的作用为(1)分配对象的存储空间；(2)执行构造函数，作初始化工作；C++语言程序设计35初始化时，构造函数可用两种方式把值赋给成员：（1）接受该值作为参量，并在构造函数体内赋给其成员。例如：classX{inta,b;//默认为private成员public:X(inti,intj){a=i;b=j;}}C++语言程序设计36（2）使用初始化列表的方法。例如：classX{inta,b;public:X(inti,intj):a(i)，b(j){};}C++语言程序设计37析构函数完成对象被删除前的一些清理工作。在对象的生存期结束的时刻系统自动调用它，然后再释放此对象所属的空间。如果程序中未声明析构函数，编译器将自动产生一个默认的析构函数。构造函数和析构函数C++语言程序设计38构造函数和析构函数举例#includeiostreamusingnamespacestd;classPoint{public:Point(intxx,intyy);~Point();//...其他函数原型private:intX,intY;};构造函数和析构函数C++语言程序设计39Point::Point(intxx,intyy){X=xx;Y=yy;}Point::~Point(){}//...其他函数的实现略39C++语言程序设计40写出下列程序的运行结果：#includeiostream.h#includestring.hclassMyDate{public:MyDate(char*,int,int,int);//构造函数声明~MyDate();//析构函数声明protected:intyear,month,day;charname[30];};40C++语言程序设计41MyDate::MyDate(char*pName,inty,intm,intd)//构造函数实现{strcpy(name,pName);year=y;month=m;day=d;coutConstructedobject:namemonth-day-yearendl;}MyDate::~MyDate(){coutDestructedobject:namemonth-day-yearendl;}41C++语言程序设计42voidmain(){MyDateTower(Tower,1980,10,24);MyDateRose(Rose,1982,3,15);MyDateJack(Jack,1981,8,8);coutOK!endl;}42C++语言程序设计44