錢能C程序設(shè)計教程8

1、C+程序設(shè)計教程(第二版)Chapter 8 Class 09:13:151類 類是一種可以作為交易的概念代碼類是自定義的數(shù)據(jù)類型類與應(yīng)用程序不同，類的功能雖然獨(dú)立,但不能獨(dú)立啟動,就象汽車零件那樣.類機(jī)制 要通過編程的方法來維護(hù)類的數(shù)據(jù)表達(dá)，值范圍和操作并不是簡單的，因為要限制一些操作只能讓類自己來做，以免發(fā)生問題時，無人敢對其負(fù)責(zé) 類機(jī)制就是通過語言的規(guī)定性來實現(xiàn)一些技術(shù),使類具有數(shù)據(jù)封裝,信息屏蔽,多態(tài)等特征，起到數(shù)據(jù)類型的作用,而達(dá)到方便編程的目的.09:13:152第八章內(nèi)容 從結(jié)構(gòu)到類( From Structure to Class ) 成員函數(shù) ( Member Functio

2、ns ) 操作符 ( Operators ) 再論程序結(jié)構(gòu) ( Program Struture Restatement ) 屏蔽類的實現(xiàn) ( Shield Class Implementations ) 靜態(tài)成員 ( Static Members ) 友元 ( Friends ) 09:13:1531. 從結(jié)構(gòu)到類( From Structure to Class ) 結(jié)構(gòu)：單純堆積數(shù)據(jù)空間構(gòu)造的類型類：不但描述數(shù)據(jù)空間,還描述其操作的自定義類型變量：由內(nèi)部數(shù)據(jù)類型或衍生的結(jié)構(gòu)類型所產(chǎn)生的實體對象: 由類產(chǎn)生的實體,本質(zhì)上,變量也是對象,只不過粗糙一點(diǎn)罷了.09:13:1542. 成員函數(shù)(

3、 Functions )成員函數(shù)與普通函數(shù)的區(qū)別:成員函數(shù)屬于類, 成員函數(shù)定義是類設(shè)計的一部分, 其作用域是類作用域. 而普通函數(shù)一般為全局函數(shù)成員函數(shù)的操作主體是對象,使用時通過捆綁對象來行使其職責(zé), 而普通函數(shù)被調(diào)用時沒有操作主體09:13:155成員函數(shù)的內(nèi)聯(lián)性成員函數(shù)可以在類內(nèi),也可以在類外定義,若在類內(nèi)定義,則默認(rèn)為內(nèi)聯(lián)函數(shù).但編譯器對內(nèi)聯(lián)的接受自有其原則.class Date int year, month, day;public: void set ( int y, int m, int d ) / 默認(rèn)內(nèi)聯(lián) year=y; month=m; day=d; ; inline b

4、ool Date:isLeapYear ( ) / 顯式內(nèi)聯(lián) return ! ( year%400 ) | !(year%4) & year%100;09:13:156訪問成員函數(shù)的方式對象方式 Date d; d.set(2005,12,5); 對象指針方式 Date* dp = new Date; dp-set(2005,12,5); / delete dp;09:13:157常成員函數(shù)與函數(shù)的常量參數(shù)常成員函數(shù) 對捆綁的對象, 不允許寫操作函數(shù)的常量參數(shù) 對傳遞的參數(shù), 不允許寫操作例如: bool Date:comp(const Date& a)const year = 2005;

5、/ error: 常成員函數(shù)捆綁的對象 a.year = 2003; / error: 常量對象 return year=b.yaer & month=a.month & day=a.day; 09:13:1583. 操作符 ( Operators )操作符定義就是函數(shù)定義,調(diào)用操作符就是調(diào)用函數(shù),例如: Point operator+(const Point& a, const Point& b) Point s; s.set(a.x + b.x, a.y + b.y); return s; Point p, q; p.set(3, 2); q.set(1, 5); Point r = p

6、+ q; / p + q 等價于 operator+(p, q)一切自定義操作符都是語言中操作符的重載.操作符作用：讓編譯器理解人性化編程代碼.從正確性上講并不是必要的.例如,Java不允許操作符重載09:13:159值返回 返回臨時表達(dá)式的值,例如:Point operator+(const Point& a, const Point& b) Point s; s.set(a.x+b.x, a.y+b.y); return s;引用返回 函數(shù)將處理結(jié)果放入?yún)?shù)中時,如果有將返回值作連續(xù)操作的需要,便需要返回參數(shù),即引用返回,例如:ostream& operator(ostream& o, c

7、onst Point& d) return o”(“d.x”,“d.y”)n”;值返回與引用返回09:13:1510成員操作符與普通操作符普通操作符: Point operator+(const Point& d)const Point s; s.set(x+d.x, y+d.y); return s; 成員操作符: Point Point:operator+(const Point& a, const Point& b)const Point s; s.set(a.x+b.x, a.y+b.y); return s; p + q等價于成員操作符p.operator+(q),或者普通操作符op

8、erator(p, q) 兩者必居其一.09:13:15114. 再論程序結(jié)構(gòu) ( Program Structure Restatement )訪問控制成員函數(shù)一般為公有public公有的成員函數(shù)在類的外部可以被使用，即外界可以調(diào)用成員函數(shù)數(shù)據(jù)成員一般為私有private私有的數(shù)據(jù)成員在外部不能被訪問，即外界不能訪問對象的數(shù)據(jù)分量，而只能由成員函數(shù)內(nèi)部去處理公有和私有可任意設(shè)定訪問控制public和private是語言提供給程序員的功能09:13:1512程序結(jié)構(gòu)類定義作為頭文件，如：point.h類的實現(xiàn)作為獨(dú)立編譯單元，如：point.cpp使用類的程序作為另一獨(dú)立編譯單元，如：f080

9、9.cpp類的頭文件和類的實現(xiàn)可以作為一個獨(dú)立的資源提供給編程者內(nèi)聯(lián)的成員函數(shù)定義一般放在頭文件中頭文件中必須使用頭文件衛(wèi)士技術(shù)09:13:1513類作用域與類定義作用域類定義作用域:從類定義結(jié)束開始，到從外面包圍類定義的塊結(jié)束(若類定義外無包圍塊，則結(jié)束于文件)使用類的程序員在類定義作用域下編程類作用域:類定義內(nèi)部及成員函數(shù)定義內(nèi)部實現(xiàn)類的程序員在類作用域下編程09:13:15145. 屏蔽類的實現(xiàn) ( Shield Class Implementations )使用類的應(yīng)用程序只需要類定義頭文件編程實現(xiàn)類，也只需要類定義頭文件，不需要使用類的程序細(xì)節(jié)確定了類定義(頭文件)，便可以從事兩方面

10、的編程而互不干涉類定義成功地屏蔽了類的實現(xiàn)，是類機(jī)制的技術(shù)體現(xiàn)09:13:15156. 靜態(tài)成員 ( Static Members )靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 在類作用域中聲明，在類定義作用域中定義(一般是在main函數(shù)啟動之前定義)，每個該類對象都共享描述任何對象的共性狀態(tài) 在多文件程序結(jié)構(gòu)中，一般放在類的實現(xiàn)編譯單元中09:13:1516例如：class Student string name;public: static int num; void set(string& str) name = str; +num; ;int Student:num = 0; /靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化int main(

11、) Student s1, s2; s1.set(Smith); s2.set (“John”) ; couts1.num“n”; / 可行，非標(biāo)準(zhǔn) coutStundent:num“n”;/ 訪問靜態(tài)成員09:13:1517靜態(tài)成員函數(shù)調(diào)用時,不捆綁對象,所以,不能直接操作對象和其成員,若需訪問該類對象,必須以參數(shù)傳遞之.靜態(tài)成員函數(shù)一般設(shè)計為公有的,以訪問私有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員為目的.調(diào)用方式是以類名加域操作符:后跟靜態(tài)成員函數(shù)09:13:1518例如：class Student static int num; / 靜態(tài)私有成員 /.public: / . static void showNum

12、() coutnum“n”; / 訪問靜態(tài)私有成員 ;int Student:num = 0; / 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化int main() Student s; s.showNum(); / 可行，但非標(biāo)準(zhǔn) Student:showNum(); / 靜態(tài)成員函數(shù)調(diào)用09:13:15197. 友元 ( Friends )友元的作用：彌補(bǔ)訪問控制符的不足，在外部頻繁操作對象(即調(diào)用成員函數(shù))，引起調(diào)用開銷的增加時，可以通過直接訪問對象的成員(而不是調(diào)用成員函數(shù))，而使性能明顯提高.09:13:1520例如：矩陣乘向量函數(shù)friend Vector multiply(Matrix& m, Vector& v) Vector r ( v.size(), 0); / 整型向量初始值0 r.set ( m.szl ); / 直接訪問私有數(shù)據(jù)成員szl for ( int i=0; im.szl; i+ ) for ( int j=0; jm.szr; j+ ) r.vi += m.mi*m.szr+j * v.vj; return r;若以普通函數(shù)的身份實現(xiàn)，則要大量調(diào)用成員函數(shù)去訪問私有數(shù)據(jù)成員，而用友元之后，可以直接訪問之09:13:1521友元的另一作用：用在無法成員化的