類與對(duì)象(c++).ppt

第7章類與對(duì)象 7 1類 對(duì)象及數(shù)據(jù)封裝7 2構(gòu)造函數(shù) 析構(gòu)函數(shù) 成員函數(shù) 靜態(tài)成員與友元 教學(xué)目標(biāo) 1掌握類及對(duì)象的概念 類與對(duì)象的關(guān)系 類與對(duì)象的差異2掌握構(gòu)造函數(shù) 析構(gòu)函數(shù)的作用及定義3了解靜態(tài)成員 友元等概念 教學(xué)重點(diǎn) 1 類和對(duì)象概念和定義 2 構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)解析 教學(xué)難點(diǎn) 構(gòu)造函數(shù) 析構(gòu)函數(shù) 第7章類與對(duì)象 7 1類的定義 7 1 1類的定義7 1 2類成員的訪問(wèn)控制7 1 3類的成員函數(shù)7 1 4對(duì)象 7 1 1類的定義 類的引入 類是一種由用戶定義的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型 它是將不同類型的數(shù)據(jù)及相關(guān)的操作封裝在一起的集合體 描述客觀事物時(shí) 必須用不同的數(shù)據(jù)類型來(lái)描述事物各個(gè)不同的方面 如一種商品 商品名稱 用字符串描述 該商品數(shù)量 用整型數(shù)描述 該商品單價(jià) 用浮點(diǎn)數(shù)描述 該商品總價(jià) 用浮點(diǎn)數(shù)描述 這里用了屬于三種不同數(shù)據(jù)類型的四個(gè)數(shù)據(jù)成員來(lái)描述一種商品 7 1 1類的定義 類的定義的一般格式 說(shuō)明部分class public protected private 實(shí)現(xiàn)部分 7 1 1類的定義 類的表述 classGoods private charname 21 intamount floatprice floattValue public setPrice intp 最后的分號(hào)不可少 這是一條說(shuō)明語(yǔ)句關(guān)鍵字class是數(shù)據(jù)類型說(shuō)明符 指出下面說(shuō)明的是類 標(biāo)識(shí)符Goods是商品這個(gè)類的類型名 花括號(hào)中是構(gòu)成類體的系列成員 關(guān)鍵字public是一種訪問(wèn)限定符 7 1 1類的定義 類定義語(yǔ)法格式 class類名 private 成員表1 public 成員表2 protected 成員表3 注意 所有說(shuō)明都以分號(hào)結(jié)束其中 class類名 稱為類頭 花括號(hào)中的部分稱為類體 類體中定義了類成員表 包含數(shù)據(jù)和函數(shù) 7 1 1類的定義 成員函數(shù) classGoods private charname 21 intamount floatprice floattValue public voidregisterGoods char int float 輸入數(shù)據(jù)voidcountTotal void 計(jì)算商品總價(jià)值voidgetName char 讀取商品名intgetAmount void 讀取商品數(shù)量floatgetPrice void 讀取商品單價(jià)floatgetTvalue void 讀取商品總價(jià)值 7 1 1類的定義 封裝 類把數(shù)據(jù) 事物的屬性 和函數(shù) 事物的行為 操作 封裝為一個(gè)整體 接口 通常數(shù)據(jù)成員被說(shuō)明成私有的 函數(shù)成員被說(shuō)明成公有的 從外部對(duì)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行操作 只能通過(guò)公有函數(shù)來(lái)完成 從而使數(shù)據(jù)受到了良好的保護(hù) 不易受副作用的影響 公有函數(shù)集定義了類的接口 成員函數(shù)可以直接訪問(wèn)類定義中的任一成員 可以處理數(shù)據(jù)成員 也可調(diào)用成員函數(shù) 注意 類是一種數(shù)據(jù)類型 定義時(shí)系統(tǒng)不為類分配存儲(chǔ)空間 所以不能對(duì)類的數(shù)據(jù)成員初始化 類中的任何數(shù)據(jù)成員也不能使用關(guān)鍵字extern auto或register限定其存儲(chǔ)類型 7 1 2類成員的訪問(wèn)控制 訪問(wèn)限定符 public 公共的 說(shuō)明的成員能從外部進(jìn)行訪問(wèn) private 私有的 和protected 保護(hù)的 說(shuō)明的成員不能從外部進(jìn)行訪問(wèn) 每種說(shuō)明符可在類體中使用多次 訪問(wèn)限定符的作用域是從該說(shuō)明符出現(xiàn)開(kāi)始到下一個(gè)說(shuō)明符之前或類體結(jié)束之前結(jié)束 如果在類體起始點(diǎn)無(wú)訪問(wèn)說(shuō)明符 系統(tǒng)默認(rèn)定義為私有 private 訪問(wèn)限定符private protected體現(xiàn)了類具有封裝性 7 1 3類的成員函數(shù) 成員函數(shù)定義 成員涵數(shù)用來(lái)描述事物的行為 成員涵數(shù)的說(shuō)明必須在類體中進(jìn)行 但定義既可以在類體中進(jìn)行 也可以在類體外進(jìn)行 1 通常在類定義中 成員函數(shù)僅作聲明 函數(shù)定義通常在類的說(shuō)明之后進(jìn)行 其格式如下 返回值類型類名 函數(shù)名 參數(shù)表 函數(shù)體其中運(yùn)算符 稱為作用域運(yùn)算符 它指出該函數(shù)是屬于哪一個(gè)類的成員函數(shù) 2 另一種方式是對(duì)成員涵數(shù)進(jìn)行說(shuō)明后 緊接著進(jìn)行成員涵數(shù)的定義 classGoods private charname 21 intamount floatprice floattValue public floatgetPrice floatgetTvalue voidsetPrice intp price p floatGoods getPrice return Price floatGoods getTvalue return tValue 7 1 3類的成員函數(shù) 7 1 4對(duì)象的定義 定義對(duì)象 對(duì)象是類的實(shí)例 instance 定義一種數(shù)據(jù)類型只是告訴編譯系統(tǒng)該數(shù)據(jù)類型的構(gòu)造 并沒(méi)有分配內(nèi)存 類只是一個(gè)樣板 以此樣板可以在內(nèi)存中開(kāi)辟出同樣結(jié)構(gòu)的實(shí)例 對(duì)象 一個(gè)對(duì)象必須屬于一個(gè)已知的類 7 1 4對(duì)象的定義 定義對(duì)象的格式如下 其中 類名 為對(duì)象所屬的類的名稱 對(duì)象名 合法的C 標(biāo)識(shí)符 可以一次定義多個(gè)對(duì)象 參數(shù)表 為初始化對(duì)象時(shí)所需要的參數(shù) 例如 Goodscar 這個(gè)定義創(chuàng)建了Goods類的一個(gè)對(duì)象car 同時(shí)為它分配了屬于它自己的存儲(chǔ)空間 用來(lái)存放數(shù)據(jù)和對(duì)這些數(shù)據(jù)實(shí)施操作的成員函數(shù) 代碼 對(duì)象存儲(chǔ) 圖7 1各對(duì)象完全獨(dú)立地安排內(nèi)存的方案 圖7 1是系統(tǒng)為每一個(gè)對(duì)象分配了全套的內(nèi)存 數(shù)據(jù)區(qū)安放數(shù)據(jù)成員 代碼區(qū)安放成員函數(shù) 注意 區(qū)別同一個(gè)類的各個(gè)不同的對(duì)象的屬性是由數(shù)據(jù)成員決定的 不同對(duì)象的數(shù)據(jù)成員的內(nèi)容是不一樣的 而行為 操作 是用函數(shù)來(lái)描述的 這些操作的代碼對(duì)所有對(duì)象都是一樣的 7 1 4對(duì)象的定義 圖7 2各對(duì)象的代碼區(qū)共用的方案 圖7 2僅為每個(gè)對(duì)象分配一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū) 代碼區(qū) 存放成員函數(shù)的區(qū)域 為各對(duì)象類共用 圖7 1對(duì)應(yīng)的是在類說(shuō)明中定義函數(shù) 而圖7 2對(duì)應(yīng)的是在類說(shuō)明外部定義函數(shù) 7 1 4對(duì)象的定義 7 1 4對(duì)象的定義 對(duì)象的成員就是用來(lái)創(chuàng)建該對(duì)象的類所定義的成員 包括數(shù)據(jù)成員和成員涵數(shù)創(chuàng)建對(duì)象之后 就可以使用 和 來(lái)訪問(wèn)對(duì)象的數(shù)據(jù)成員和成員涵數(shù) 一般格式如下 數(shù)據(jù)成員名 成員涵數(shù)名 參數(shù)表 或者 成員涵數(shù)名 參數(shù)表 對(duì)象使用規(guī)則 只要在對(duì)象名后加點(diǎn)號(hào) 點(diǎn)操作符 再加數(shù)據(jù)成員或成員函數(shù)名就可以了 但是這些成員必須是公有的成員 只有公有成員才能在對(duì)象的外面對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn) 例7 1 中對(duì)象car的4個(gè)數(shù)據(jù)成員全是私有的 如寫(xiě) car name car amount car price car tValue 是錯(cuò)誤的 必須用對(duì)象car所帶的公有函數(shù)進(jìn)行訪問(wèn) 7 1 4對(duì)象的定義 7 2構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù) 7 2 1構(gòu)造函數(shù)7 2 2析構(gòu)函數(shù)7 2 3拷貝構(gòu)造函數(shù)7 2 4靜態(tài)成員7 2 5友元函數(shù) 7 2 1構(gòu)造函數(shù) 數(shù)據(jù)成員多為私有的 要對(duì)它們進(jìn)行初始化 必須用一個(gè)公有函數(shù)來(lái)進(jìn)行 同時(shí)這個(gè)函數(shù)應(yīng)該在且僅在定義對(duì)象時(shí)自動(dòng)執(zhí)行一次 這個(gè)函數(shù)被稱為 構(gòu)造函數(shù) constructor 構(gòu)造涵數(shù)的作用是 在對(duì)象被創(chuàng)建時(shí)用特定的值構(gòu)造對(duì)象 將對(duì)象初始化為一種特定的狀態(tài) 使該對(duì)象具有不同于其他對(duì)象的特征 構(gòu)造涵數(shù)由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用 7 2 1構(gòu)造函數(shù) 構(gòu)造函數(shù)特征 1 函數(shù)名與類名相同 2 構(gòu)造函數(shù)無(wú)函數(shù)返回類型說(shuō)明 注意是什么也不寫(xiě) 也不可寫(xiě)void 3 在程序運(yùn)行時(shí) 當(dāng)新的對(duì)象被建立時(shí) 該對(duì)象所屬的類的構(gòu)造函數(shù)自動(dòng)被調(diào)用 在該對(duì)象生存期中也只調(diào)用這一次 4 構(gòu)造函數(shù)可以重載 嚴(yán)格地講 說(shuō)明中可以有多個(gè)構(gòu)造函數(shù) 它們由不同的參數(shù)表區(qū)分 系統(tǒng)在自動(dòng)調(diào)用時(shí)按一般函數(shù)重載的規(guī)則選一個(gè)執(zhí)行 7 2 1構(gòu)造函數(shù) 5 構(gòu)造函數(shù)可以在類中定義 也可以在類外定義 6 如果類說(shuō)明中沒(méi)有給出構(gòu)造函數(shù) 則C 編譯器自動(dòng)給出一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù) 類名 void 但只要我們定義了一個(gè)構(gòu)造函數(shù) 系統(tǒng)就不會(huì)自動(dòng)生成默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù) 只要構(gòu)造函數(shù)是無(wú)參的或各參數(shù)均是有默認(rèn)值的 C 編譯器都認(rèn)為是默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù) 并且默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)只能有一個(gè) 7 2 1構(gòu)造函數(shù) Goods的構(gòu)造函數(shù) 三參數(shù) Goods char n inta floatp strcpy name n amount a price p tValue price amount 兩參數(shù) 貨名和單價(jià) Goods char n floatp strcpy name n price p amount 0 tValue 0 0 默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù) Goods name 0 0 price 0 0 amount 0 tValue 0 0 這三個(gè)構(gòu)造函數(shù)同時(shí)被說(shuō)明 重載 7 2 1構(gòu)造函數(shù) 構(gòu)造函數(shù)應(yīng)用 Goodscar1 夏利2000 30 98000 0 調(diào)用了Goods中的第一個(gè)構(gòu)造函數(shù) 等效于 Goodscar1 Goods 夏利2000 30 98000 0 Goodscar2 桑塔那2000 164000 0 調(diào)用的是第二個(gè)構(gòu)造函數(shù) 參數(shù)為兩個(gè) Goodscar3 定義時(shí)調(diào)用不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)但是定義對(duì)象時(shí)不能加括號(hào) 例如 Goodscar4 car4 是不帶參數(shù)的函數(shù) 它的返回值是類Goods的對(duì)象 7 2 2析構(gòu)函數(shù) 析構(gòu)函數(shù) destructor 特征 當(dāng)一個(gè)對(duì)象的生命周期結(jié)束時(shí) C 會(huì)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù) destructor 對(duì)該對(duì)象進(jìn)行善后工作 1 構(gòu)函數(shù)名與類名相同 但在前面加上字符 如 Goods 2 析構(gòu)函數(shù)無(wú)函數(shù)返回類型 與構(gòu)造函數(shù)在這方面是一樣的 但析構(gòu)函數(shù)不帶任何參數(shù) 3 一個(gè)類有一個(gè)也只有一個(gè)析構(gòu)函數(shù) 這與構(gòu)造函數(shù)不同 析構(gòu)函數(shù)可以默認(rèn) 4 對(duì)象注銷時(shí) 系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù) 7 2 3拷貝構(gòu)造函數(shù) 拷貝構(gòu)造函數(shù)的引入 同一個(gè)類的對(duì)象在內(nèi)存中有完全相同的結(jié)構(gòu) 如果作為一個(gè)整體進(jìn)行復(fù)制是完全可行的 這個(gè)復(fù)制過(guò)程只需要復(fù)制數(shù)據(jù)成員 而成員函數(shù)是共用的 只有一份代碼 在建立對(duì)象時(shí)可用同一類的另一個(gè)對(duì)象來(lái)初始化該對(duì)象 這時(shí)所用的構(gòu)造函數(shù)稱為拷貝構(gòu)造函數(shù) CopyConstructor 故 拷貝構(gòu)造涵數(shù)是用一個(gè)已知的對(duì)象來(lái)初始化一個(gè)正在創(chuàng)建的同類對(duì)象 7 2 3拷貝構(gòu)造函數(shù) 拷貝構(gòu)造函數(shù)的一般格式 const 涵數(shù)體 特征 是一種構(gòu)造涵數(shù) 與類名同名 不指定返回值類型 只有一個(gè)參數(shù) 且該參數(shù)是同類對(duì)象的引用 每一個(gè)類都必須有一個(gè)拷貝構(gòu)造涵數(shù) 若類中沒(méi)有定義拷貝構(gòu)造涵數(shù) 則系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)公有的拷貝構(gòu)造涵數(shù) 7 2 3拷貝構(gòu)造函數(shù) 例如 Goods constGoods 7 2 3拷貝構(gòu)造函數(shù) 實(shí)拷貝構(gòu)造涵數(shù)的調(diào)用實(shí)例 Goodscar1 夏利2000 30 98000 00 調(diào)用三個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)Goodscar2 car1 調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)Goodscar3 car1 調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù) car1為實(shí)參這樣三個(gè)對(duì)象的初始化結(jié)果完全一樣 注意 在類定義中如果沒(méi)有顯式給出構(gòu)造函數(shù)時(shí) 并不是不用構(gòu)造函數(shù) 而是由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)或默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù) 如果有程序設(shè)計(jì)者定義的構(gòu)造函數(shù) 包括拷貝構(gòu)造函數(shù) 則按函數(shù)重載的規(guī)律 調(diào)用合適的構(gòu)造函數(shù) 7 2 4靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義與使用 在類定義中 用關(guān)鍵字static修飾的數(shù)據(jù)成員為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 該類所有對(duì)象共享由系統(tǒng)為靜態(tài)成員分配的一個(gè)存儲(chǔ)空間 而這個(gè)存儲(chǔ)空間是在編譯時(shí)分配的 在定義對(duì)象時(shí)不再為靜態(tài)成員分配空間 靜態(tài)數(shù)據(jù)是該類所有對(duì)象所共有的 可提供同一類的所有對(duì)象之間信息交換的捷徑 7 2 4靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義與使用 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員屬于整個(gè)類 使用時(shí)可用以下格式 類名 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名 在類的外部使用時(shí)注意 1 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在類中聲明 但不能在其中定義 2 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化不能在構(gòu)造函數(shù)中進(jìn)行 7 2 4靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 例7 3 用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員計(jì)算由同一類建立的對(duì)象的數(shù)量執(zhí)行程序后輸出 對(duì)象數(shù)量 1 a 0 構(gòu)造函數(shù)產(chǎn)生對(duì)象數(shù)量 2 a 1 構(gòu)造函數(shù)產(chǎn)生對(duì)象數(shù)量 3 a 2 構(gòu)造函數(shù)產(chǎn)生對(duì)象數(shù)量 2 a 2 析構(gòu)函數(shù)產(chǎn)生對(duì)象數(shù)量 1 a 1 析構(gòu)函數(shù)產(chǎn)生對(duì)象數(shù)量 0 a 0 析構(gòu)函數(shù)產(chǎn)生 7 2 4靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的引入 當(dāng)一個(gè)函數(shù)不需要訪問(wèn)類中除靜態(tài)數(shù)據(jù)成員之外的數(shù)據(jù)時(shí) 我們可以將其定義為靜態(tài)成員函數(shù) 一般情況下 靜態(tài)成員函數(shù)只能訪問(wèn)類中的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 靜態(tài)成員函數(shù)是被一個(gè)類中所有對(duì)象共享的成員函數(shù) 不屬于哪個(gè)特定的對(duì)象 7 2 4靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的使用 將成員函數(shù)說(shuō)明為靜態(tài) 使該成員函數(shù)與該類的不同對(duì)象無(wú)關(guān) 靜態(tài)成員函數(shù)的調(diào)用 在對(duì)象之外可以采用下面的方式 類名 函數(shù)名 對(duì)象名 參數(shù)表 或者任一類對(duì)象名 函數(shù)名 對(duì)象名 參數(shù)表 靜態(tài)函數(shù)成員多為公有的 7 2 4靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的使用實(shí)例 在下面的程序中 將使用類Car為自己的每一個(gè)對(duì)象提供了對(duì)象ID號(hào) 創(chuàng)建或銷毀對(duì)象時(shí) 將有一靜態(tài)數(shù)據(jù)成員記錄程序中的對(duì)象數(shù) 執(zhí)行結(jié)果是顯示對(duì)象ID及對(duì)象數(shù) 7 2 4靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的使用實(shí)例 includeclassCar private staticintcounter 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員intid public Car 構(gòu)造函數(shù) Car 析構(gòu)函數(shù)staticvoiddisplay 靜態(tài)成員函數(shù)voiddisplayID 7 2 4靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的使用實(shí)例 intCar counter 0 定義靜態(tài)數(shù)據(jù)成員Car Car counter id counter Car Car counter cout Objectnumber id beingdestroyed voidCar display staticfunction cout Numberofobjectscreatedis counter endl voidCar displayID cout ObjectIDis id endl 7 2 4靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的使用實(shí)例 intmain Cara1 Car display Cara2 a3 Car display a1 displayID a2 displayID a3 displayID return0 在C 中 友元 friend 函數(shù)允許在類外訪問(wèn)該類中的任何成員 就象成員函數(shù)一樣 友元函數(shù)用關(guān)鍵字friend說(shuō)明 由于類的封裝性 只有類的成員涵數(shù)才能訪問(wèn)類的私有成員 而外部涵數(shù)只能訪問(wèn)類的公有成員 但有時(shí)需要在類的外部訪問(wèn)類的私有成員 以減少使用類的成員涵數(shù)訪問(wèn)私有成員而帶來(lái)的參數(shù)傳遞 類型檢查 安全性檢查的時(shí)間開(kāi)銷 7 2 5友元函數(shù) 7 2 5友