C++程序設(shè)計：第六講 類

第六講類類的引入類的具體語法形式構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)this指針、靜態(tài)成員和常量成員友元和嵌套類對象數(shù)組和指針間的關(guān)系C是C＋＋的子集，C＋＋具備了封裝、繼承和多態(tài)性等主要面向?qū)ο筇卣?。?dāng)退化為C時，處理要求高效率的地方和C完全相同；強調(diào)面向?qū)ο筇匦詴r，一般比C慢百分之十幾。C＋＋更好的C:C＋＋簡潔的單行注釋；嚴(yán)格的參數(shù)檢查；用引用傳遞參數(shù)；靈活的局部變量說明（C是在任何執(zhí)行語句前）；內(nèi)聯(lián)函數(shù)（凡是有循環(huán)語句或switch語句的函數(shù)不能成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)）；常量修飾，包括幾種常量指針；空間申請和釋放；數(shù)據(jù)的抽象和封裝：傳統(tǒng)的程序設(shè)計語言強調(diào)“功能”（函數(shù)、操作），數(shù)據(jù)的功能不如功能大，只提供幾種內(nèi)部數(shù)據(jù)類型；C＋＋提升了數(shù)據(jù)的重要性，建立新的數(shù)據(jù)類型和表示出這些數(shù)據(jù)類型的對象之間的交互性是重要的。6.1類的引入類是結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，可用來對外部函數(shù)訪問的限制。stack.hvoidpush(char);charpop();stack.cpp#include”stack.h”staticcharv[100];staticchar*p=v;voidpush(charc){//……}charpop(){//……}局部變量隱藏在函數(shù)體內(nèi)；通過函數(shù)的參數(shù)傳遞共享變量。使用靜態(tài)全局變量，局限于文件。數(shù)據(jù)量大時，效率低使用全局變量，程序中每個函數(shù)都可以訪問。查錯困難other.cppinclude<iostream.h>include“stack.h”voidsome_function(){push(‘c’);charc=pop();}poppushvp函數(shù)函數(shù)公共接口私有數(shù)據(jù)外部函數(shù)通過公共接口訪問數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)的存儲形式。但存放的是具體的數(shù)據(jù)，而不是數(shù)據(jù)的描述。使用多個堆棧要重新定義結(jié)構(gòu)是對數(shù)據(jù)描述，可創(chuàng)建多個對象。堆棧的結(jié)構(gòu)版本：structstack{charv[100];char*p;voidpush(charc){//……}charpop(){//……}};

C++引入類解決上述問題（限制全局變量使用和構(gòu)成新類型）堆棧的使用：stacksta1,sta2;sta1.p=sta1.v;sta2.p=sta2.v;sta1.push(‘c’);外部函數(shù)可直接訪問結(jié)構(gòu)的成員。破壞了數(shù)據(jù)的封裝特性6.2類定義與結(jié)構(gòu)不同之處是成員訪問說明符。除該類的成員函數(shù)外，誰都不得訪問程序中所有函數(shù)都可訪問可以省去類的實例也就是所謂的對象：

stacksta1;stack*pstack=newstack;堆棧的類版本：classstack{private:charv[100];char*p;public:voidpush(charc){//……}charpop(){//……}};可用一特殊成員函數(shù)（構(gòu)造函數(shù)）初始化，每當(dāng)創(chuàng)建對象時系統(tǒng)自動調(diào)用此函數(shù)。名字與類相同，無返回值，公有成員函數(shù)類的定義，初始化無效類的使用：voidmain(){stacksta;sta.p=sta.v;sta.push(‘a(chǎn)’);charch=sta.pop();}6.3構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)classc{intn=0;intrint=n;//….}一個類的普通成員數(shù)據(jù)，在不同的對象中占用不同的空間；但成員函數(shù)不管在哪個實例中調(diào)用，都占用同一空間。classstack{private:charv[100];char*p;public:stack(){p=v;}voidpush(charc);voidpop();};類外定義函數(shù)，要用::無參，缺省構(gòu)造函數(shù)類的使用：voidmain(){//……stacksta;sta.push(‘a(chǎn)’);charch=sta.pop();}1、為sta分配空間2、調(diào)用構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)可帶參數(shù)：classstack{private:char*v;char*p;intsize;public:stack(){p=v;}stack(intsz){v=newchar[size=sz];p=v;}//……};還可以給一缺省值構(gòu)造函數(shù)可以重載。例如：即可以有缺省構(gòu)造函數(shù)，同時又有一個帶參構(gòu)造函數(shù)，這時要注意二義性。v數(shù)組是動態(tài)分配的，出作用域并不自動釋放。

析構(gòu)函數(shù)類名前加~，無返回值，無參數(shù)（不能重載）例如：

~stack(){delete[]v;}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用時間：對象類型構(gòu)造函數(shù)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)調(diào)用全局對象程序運行程序結(jié)束局部對象對象定義處離開程序塊靜態(tài)局部對象對象定義處程序結(jié)束New動態(tài)創(chuàng)建的對象創(chuàng)建對象處Delete顯式撤消6.4類成員6.4.1this指針在創(chuàng)建類對象后，用.和訪問數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。例如：

CTesttest1;CTest*ptest2=newCTest;//……cout<<test1.n<<endl;cout<<ptest2->n<<endl;實際上編譯器給成員函數(shù)傳遞一個隱藏的對象指針，指向函數(shù)調(diào)用所要引用的對象。函數(shù)隱式地使用這個指針。例如：CTesttest;test.getn();編譯器傳給getn()一個隱藏的指向test對象指針,getn()使用這個指針訪問test的成員n。C++用關(guān)鍵字this可訪問這個指針。

this的定義形式為：

T*constthis;因此，getn()中的returnn;returnthis->n;而在成員函數(shù)內(nèi)：

classCTest{public:intn;intgetn(){returnn;}};編譯器引用的是哪個實例對象的n？6.4.2成員對象和成員對象指針一個數(shù)據(jù)成員定義為另一個類的對象——成員對象創(chuàng)建類對象時，也要創(chuàng)建成員對象；用構(gòu)造函數(shù)初始化嵌套對象時，也要用成員對象的構(gòu)造函數(shù)初始化成員對象。用初始化符表傳遞成員對象構(gòu)造函數(shù)所需的參數(shù)。classCEmbedded{public:CEmbedded(intParam1,intParam2){//……}};classCContainer{private:CEmbeddedembed;public:CContainer(intp1,intp2,intp3):embed(p1,p2){//……}};

冒號，一個或多個用逗號分開的成員初始化符

初始化符表

成員初始化符數(shù)據(jù)成員名和括起來的初始值用成員初始化符表初始化其它數(shù)據(jù)類型——常量和引用不能在構(gòu)造函數(shù)中用賦值初始化。classC{private:intn;

constintcInt;int&rInt;public:C(intparam):n(param),cInt(5),rInt(n){//……}};語句：Ccobject(0);使cobject的n和cInt被初始化為0和5，數(shù)據(jù)成員rInt初始化為n的別名。一個數(shù)據(jù)成員定義為另一個類的對象的指針——成員對象指針：classtable{public:table(){//…}table(intsize){//……}};classclassdef{table*members;table*friends;intno_of_members;public:classdef(intsize);~classdef();};classdef::classdef(intsize){members=newtable(size);friends=newtable;no_of_members=size;}classdef::~classdef(){deletemembers;deletefriends;}new不僅有類型，還要跟上初始化類型對象的參數(shù).初始化，用函數(shù)調(diào)用形式.生成類對象時并不一定要生成所指對象，不必用成員初始化符表，而是在生成它所指對象時再初始化。6.4.3靜態(tài)類成員classCTest{public:staticintcount;//……};intCTest::count=0;//……由于這種靜態(tài)類成員獨立于任何類對象存在，用::定義，而無需引用類實例。Static成員和整個程序作業(yè)一樣持久，但作用域僅限于此類。另外，其它訪問也是受控的（公有、私有、保護(hù)的）。

類中聲明

類外定義和初始化靜態(tài)成員函數(shù)：classCTest{public:staticintgetCount(){//……}//……};

voidmain(){intcount=CTest::getCount();//……}無論CTest創(chuàng)建多少個實例，count將嚴(yán)格只存放一個拷貝。靜態(tài)成員函數(shù)只可以引用屬于該類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或靜態(tài)成員函數(shù)。#include<iostream.h>classCTest{private:staticintcount;public:

CTest(){++count;}~CTeat(){--count;}staticintgetCount(){returncount;}};intCTest::count=0;類外代碼用類名和作用域分辨符調(diào)用，無需引用具體實例，甚至類實例可以不存在。因為無this指針，企圖訪問非靜態(tài)成員，編譯器無法判定它所要訪問的數(shù)據(jù)成員是屬于哪個類的。voidmain(){cout<<CTest::getCount()<<“objectexist\n”;CTesttest1;CTest*ptest2=newCTest;cout<<CTest::getCount()<<“objectexist\n”;deleteptest2;cout<<CTest::getCount()<<“objectexist\n”;}函數(shù)作為友員：classt1{private:intdata;friendvoidfriend_t1(tifri);public:

t1(){data=12;}voiduse_friend();};

voidfriend_t1(tifri)//外部函數(shù){fri.data=10;}6.5友員、嵌套類和結(jié)構(gòu)6.5.1友員友員給予別的類或非成員函數(shù)訪問私有成員權(quán)利。在此類中用關(guān)鍵字friend聲明，公有或私有區(qū)聲明都行。voidt1::use_friend(){t1fri;this->friend_t1(fri);::friend_t1(fri);}voidmain(){t1fri,fri1;fri.friend_t1(fri);friend_t1(fri);}友員不是成員——不能用this指針訪問它。另一類的成員作為友元：classx{public:voidf();private:inti;};classy{friendvoidx::f();inti;public://……};voidx::f(){yyi;yi.i=10;}

poppushvp函數(shù)函數(shù)公共接口私有數(shù)據(jù)友元整個類作為另一個類的友元：classx{friendclassy;//……};6.6對象、指針和數(shù)組6.6.1對象數(shù)組對象數(shù)組存放一組對象。在創(chuàng)建時，數(shù)組的每一個對象都調(diào)用缺省構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行初始化。若此類只有帶參構(gòu)造函數(shù)，使用初始化符表。classant{public:ant(char*name){//……}};intmain(){antcolony_number[4]={ant(“ant1”),ant(“ant2”),

ant(“ant3”),ant(“ant4”)};//……}6.6.2指向數(shù)據(jù)成員的指針?biāo)赋蓡T所屬的類所指成員的類型classA{inta;public:

intb;intc;};intA::*p_A=&A::a;intA::*p_A_int=&A::b;Aa1;a1.*p_A_int=2;p_A_int=&A::c;a1.*p_A_int=3;A*pA=&a1;pA->*p_A_int=4;指向數(shù)據(jù)成員的指針一般形式：

類型類名::*指針名；一般說來，成員數(shù)據(jù)都是私有的，這里只是為了說明方便。指向成員函數(shù)的指針一般形式：返回類型（類名::*指針名）（參數(shù)類型）classX{public:

intmf1(char*);intmf2(int);};

classY{public:intmf3(char*);};int(X::*pmf_int_cp)(char*);pmf_int_cp=&X::mf1;Xx1;intp1=(x1.*pmf_int_cp)(“string”);pmf_int_cp=&X::mf2;pmf_int_cp=&Y::mf3;6.7一個完整的類屏幕上畫矩形：LeftRightTopBottom矩形類Crectangle:用對角坐標(biāo)定義矩形;構(gòu)造函數(shù)；析構(gòu)函數(shù)；屏幕上畫矩形函數(shù)；classCRectangle{private:intLeft;intTop;intRight;intBottom;public:CRectangle()；CRectangle(intL,intT,intR,intB)；voiddraw(void);voidgetcoord(int*L,int*T,int*R,int*B)；voidsetcoord(intL,intT,intR,intB);};調(diào)用setcoord設(shè)定坐標(biāo)調(diào)用Line畫圖將坐標(biāo)值傳給參數(shù)//CRECT.hclassCRectangle{private:intLeft;intTop;intRight;intBottom;public:CRectangle(){Left=Top=Right=Bottom=0;}CRectangle(intL,intT,intR,intB){setcoord(L,T,R,B);}voiddraw(void);voidgetcoord(int*L,int*T,int*R,int*B){*L=Left;*T=Top;*R=Right;*B=Bottom;}voidsetcoord(intL,intT,intR,intB);};inlineintmax(intp1,intp2){returnp1>p2?p1:p2;}inlineintmin(intp1,intp2){returnp1<p2?p1:p2;}