第三講C++類(lèi)與對(duì)象

類(lèi)與對(duì)象C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)2主要內(nèi)容面向?qū)ο蟮乃枷隣OP的基本特點(diǎn)類(lèi)概念和聲明對(duì)象構(gòu)造函數(shù)析構(gòu)函數(shù)內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)類(lèi)的組合3面向過(guò)程的設(shè)計(jì)方法重點(diǎn):如何實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和過(guò)程，將數(shù)據(jù)與函數(shù)分開(kāi)。形式：主模塊+若干個(gè)子模塊（main()+子函數(shù)）。特點(diǎn)：自頂向下，逐步求精——功能分解。缺點(diǎn)：效率低，程序的可重用性差。面向?qū)ο蟮乃枷?面向?qū)ο蟮姆椒康模簩?shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)化。觀點(diǎn)：自然界是由實(shí)體（對(duì)象）所組成。程序設(shè)計(jì)方法：使用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)來(lái)描述模仿并處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。要求：高度概括、分類(lèi)、和抽象。面向?qū)ο蟮乃枷?抽象抽象是對(duì)具體對(duì)象（問(wèn)題）進(jìn)行概括，抽出這一類(lèi)對(duì)象的公共性質(zhì)并加以描述的過(guò)程。先注意問(wèn)題的本質(zhì)及描述，其次是實(shí)現(xiàn)過(guò)程或細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)抽象：描述某類(lèi)對(duì)象的屬性或狀態(tài)（對(duì)象相互區(qū)別的物理量）。代碼抽象：描述某類(lèi)對(duì)象的共有的行為特征或具有的功能。抽象的實(shí)現(xiàn)：通過(guò)類(lèi)的聲明。OOP的基本特點(diǎn)6抽象實(shí)例——鐘表數(shù)據(jù)抽象：intHour,intMinute,intSecond代碼抽象：SetTime(),ShowTime()OOP的基本特點(diǎn)7抽象實(shí)例——鐘表類(lèi)classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};OOP的基本特點(diǎn)8抽象實(shí)例——人數(shù)據(jù)抽象：char*name,char*gender,intage,intid代碼抽象：生物屬性角度：

GetCloth(),Eat(),Step(),…社會(huì)屬性角度：

Work(),Promote(),…OOP的基本特點(diǎn)9封裝將抽象出的數(shù)據(jù)成員、代碼成員相結(jié)合，將它們視為一個(gè)整體。目的是曾強(qiáng)安全性和簡(jiǎn)化編程，使用者不必了解具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而只需要通過(guò)外部接口，以特定的訪問(wèn)權(quán)限，來(lái)使用類(lèi)的成員。實(shí)現(xiàn)封裝：類(lèi)聲明中的{}OOP的基本特點(diǎn)10封裝實(shí)例：classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};邊界特定的訪問(wèn)權(quán)限OOP的基本特點(diǎn)外部接口11繼承與派生是C++中支持層次分類(lèi)的一種機(jī)制，允許程序員在保持原有類(lèi)特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更具體的說(shuō)明。實(shí)現(xiàn)：聲明派生類(lèi)OOP的基本特點(diǎn)12多態(tài)性多態(tài)：同一名稱，不同的功能實(shí)現(xiàn)方式。目的：達(dá)到行為標(biāo)識(shí)統(tǒng)一，減少程序中標(biāo)識(shí)符的個(gè)數(shù)。實(shí)現(xiàn)：重載函數(shù)和虛函數(shù)OOP的基本特點(diǎn)13c++中的類(lèi)類(lèi)是具有相同屬性和行為的一組對(duì)象的集合，它為屬于該類(lèi)的全部對(duì)象提供了統(tǒng)一的抽象描述，其內(nèi)部包括屬性和行為兩個(gè)主要部分。利用類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝、隱藏、繼承與派生。利用類(lèi)易于編寫(xiě)大型復(fù)雜程序，其模塊化程度比C中采用函數(shù)更高。類(lèi)和對(duì)象14類(lèi)的聲明形式

類(lèi)是一種用戶自定義類(lèi)型，聲明形式：class類(lèi)名稱{

public:

公有成員（外部接口）

private:

私有成員

protected:

保護(hù)型成員}類(lèi)和對(duì)象15公有類(lèi)型成員在關(guān)鍵字public后面聲明，它們是類(lèi)與外部的接口，任何外部函數(shù)都可以訪問(wèn)公有類(lèi)型數(shù)據(jù)和函數(shù)。類(lèi)和對(duì)象16私有類(lèi)型成員在關(guān)鍵字private后面聲明，只允許本類(lèi)中的函數(shù)訪問(wèn)，而類(lèi)外部的任何函數(shù)都不能訪問(wèn)。如果緊跟在類(lèi)名稱的后面聲明私有成員，則關(guān)鍵字private可以省略。類(lèi)和對(duì)象17保護(hù)類(lèi)型與private類(lèi)似，其差別表現(xiàn)在繼承與派生時(shí)對(duì)派生類(lèi)的影響不同。類(lèi)和對(duì)象18類(lèi)的成員classClock{public:

voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);

voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};類(lèi)和對(duì)象成員數(shù)據(jù)成員函數(shù)voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime(){cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second;}1920成員數(shù)據(jù)與一般的變量聲明相同，但需要將它放在類(lèi)的聲明體中。類(lèi)和對(duì)象21成員函數(shù)在類(lèi)中說(shuō)明原型，可以在類(lèi)外給出函數(shù)體實(shí)現(xiàn)，并在函數(shù)名前使用類(lèi)名加以限定。也可以直接在類(lèi)中給出函數(shù)體，形成內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)。允許聲明重載函數(shù)和帶默認(rèn)形參值的函數(shù)類(lèi)和對(duì)象22內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)為了提高運(yùn)行時(shí)的效率，對(duì)于較簡(jiǎn)單的函數(shù)可以聲明為內(nèi)聯(lián)形式。內(nèi)聯(lián)函數(shù)體中不要有復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如循環(huán)語(yǔ)句和switch語(yǔ)句）。在類(lèi)中聲明內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)的方式：將函數(shù)體放在類(lèi)的聲明中。使用inline關(guān)鍵字。類(lèi)和對(duì)象23內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)舉例(一)classPoint{public:voidInit(intinitX,intinitY)

{X=initX;Y=initY;}intGetX(){returnX;}intGetY(){returnY;}private:intX,Y;};類(lèi)和對(duì)象24內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)舉例(二)classPoint{public:voidInit(intinitX,intinitY);intGetX()；

intGetY()；

private:intX,Y;};類(lèi)和對(duì)象inlinevoidPoint::

Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}2526對(duì)象類(lèi)的對(duì)象是該類(lèi)的某一特定實(shí)體，即類(lèi)類(lèi)型的變量。聲明形式：

類(lèi)名對(duì)象名；例：

ClockmyClock;類(lèi)和對(duì)象27類(lèi)中成員的訪問(wèn)方式類(lèi)中成員互訪直接使用成員名類(lèi)外訪問(wèn)使用“對(duì)象名.成員名”方式訪問(wèn)

public

屬性的成員類(lèi)和對(duì)象28例1-1類(lèi)的應(yīng)用舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classClock{......//類(lèi)的聲明略}//......類(lèi)的實(shí)現(xiàn)略intmain(){ClockmyClock;

myClock.SetTime(8,30,30);

myClock.ShowTime();}類(lèi)和對(duì)象29構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)的作用是在對(duì)象被創(chuàng)建時(shí)使用特定的值構(gòu)造對(duì)象，或者說(shuō)將對(duì)象初始化為一個(gè)特定的狀態(tài)。在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用。如果程序中未聲明，則系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生出一個(gè)默認(rèn)形式的構(gòu)造函數(shù)允許為內(nèi)聯(lián)函數(shù)、重載函數(shù)、帶默認(rèn)形參值的函數(shù)構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)30構(gòu)造函數(shù)舉例classClock{public:

Clock(intNewH,intNewM,intNewS);//構(gòu)造函數(shù)

voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS); voidShowTime();private: intHour,Minute,Second;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：Clock::Clock(intNewH,intNewM,intNewS){ Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS;}建立對(duì)象時(shí)構(gòu)造函數(shù)的作用：intmain(){

Clockc(0,0,0);//隱含調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，將初始值作為實(shí)參。

c.ShowTime();}3132拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，其形參為本類(lèi)的對(duì)象引用。class類(lèi)名{public:

類(lèi)名（形參）；//構(gòu)造函數(shù)類(lèi)名（類(lèi)名&對(duì)象名）；//拷貝構(gòu)造函數(shù)

...}；類(lèi)名::類(lèi)（類(lèi)名&對(duì)象名）//拷貝構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn){函數(shù)體}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)33拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)classPoint{public:Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;}

Point(Point&p);intGetX(){returnX;}intGetY(){returnY;}private:intX,Y;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)Point::Point(Point&p){X=p.X;Y=p.Y;cout<<"拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl;}3435拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)當(dāng)用類(lèi)的一個(gè)對(duì)象去初始化該類(lèi)的另一個(gè)對(duì)象時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)實(shí)現(xiàn)拷貝賦值。intmain(){PointA(1,2);PointB(A);//拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用

cout<<B.GetX()<<endl;}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)36拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)若函數(shù)的形參為類(lèi)對(duì)象，調(diào)用函數(shù)時(shí)，實(shí)參賦值給形參，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如：voidfun1(Pointp){cout<<p.GetX()<<endl;}intmain(){PointA(1,2);fun1(A);//調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)37拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)當(dāng)函數(shù)的返回值是類(lèi)對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如：Pointfun2(){PointA(1,2);returnA;//調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)}intmain(){PointB;B=fun2();}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)38默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)如果程序員沒(méi)有為類(lèi)聲明拷貝初始化構(gòu)造函數(shù)，則編譯器自己生成一個(gè)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)。這個(gè)構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的功能是：用作為初始值的對(duì)象的每個(gè)數(shù)據(jù)成員的值，初始化將要建立的對(duì)象的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)成員。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)39析構(gòu)函數(shù)完成對(duì)象被刪除前的一些清理工作。在對(duì)象的生存期結(jié)束的時(shí)刻系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用它，然后再釋放此對(duì)象所屬的空間。如果程序中未聲明析構(gòu)函數(shù)，編譯器將自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)40構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classPoint{public:Point(intxx,intyy);~Point();//...其他函數(shù)原型

private:intX,intY;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)Point::Point(intxx,intyy){X=xx;Y=yy;}Point::~Point(){}//...其他函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略4142組合的概念類(lèi)中的成員數(shù)據(jù)是另一個(gè)類(lèi)的對(duì)象?？梢栽谝延谐橄蟮幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的抽象。類(lèi)的組合43舉例classPoint{private:floatx,y;//點(diǎn)的坐標(biāo)

public:Point(floath,floatv);//構(gòu)造函數(shù)

floatGetX(void);//取X坐標(biāo)

floatGetY(void);//取Y坐標(biāo)

voidDraw(void);//在(x,y)處畫(huà)點(diǎn)};//...函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略類(lèi)的組合classLine{private:Pointp1,p2;//線段的兩個(gè)端點(diǎn)

public:Line(Pointa,Pointb);//構(gòu)造函數(shù)

VoidDraw(void);//畫(huà)出線段};//...函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略4445類(lèi)組合的構(gòu)造函數(shù)設(shè)計(jì)原則：不僅要負(fù)責(zé)對(duì)本類(lèi)中的基本類(lèi)型成員數(shù)據(jù)賦初值，也要對(duì)對(duì)象成員初始化。聲明形式：類(lèi)名::類(lèi)名(對(duì)象成員所需的形參，本類(lèi)成員形參):對(duì)象1(參數(shù))，對(duì)象2(參數(shù))，......{本類(lèi)初始化}類(lèi)的組合46類(lèi)組合的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)調(diào)用順序：先調(diào)用內(nèi)嵌對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)（按內(nèi)嵌時(shí)的聲明順序，先聲明者先構(gòu)造）。然后調(diào)用本類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)。（析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序相反）若調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)（即無(wú)形參的），則內(nèi)嵌對(duì)象的初始化也將調(diào)用相應(yīng)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。類(lèi)的組合47類(lèi)的組合舉例（二）classPart//部件類(lèi){

public:Part();Part(inti);~Part();voidPrint();private:intval;};類(lèi)的組合classWhole{public:Whole();Whole(inti,intj,intk);~Whole();voidPrint();private:Partone;Parttwo;intdate;};48Whole::Whole(){date=0;}Whole::Whole(inti,intj,intk):two(i),one(j),date(k){}//...其他函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略4950前向引用聲明類(lèi)應(yīng)該先聲明，后使用如果需要在某個(gè)類(lèi)的聲明之前，引用該類(lèi)，則應(yīng)進(jìn)行前向引用聲明。前向引用聲明只為程序引入一個(gè)標(biāo)識(shí)符，但具體聲明在其他地方。類(lèi)的組合51前向引用聲明舉例classB;//前向引用聲明classA{public:voidf(Bb);};classB{public:voidg(Aa);};類(lèi)的組合52UML簡(jiǎn)介UML語(yǔ)言是一種可視化的的面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言。UML有三個(gè)基本的部分事物（Things）

UML中重要的組成部分，在模型中屬于最靜態(tài)的部分，代表概念上的或物理上的元素關(guān)系（Relationships）

關(guān)系把事物緊密聯(lián)系在一起圖（Diagrams）

圖是很多有相互相關(guān)的事物的組UML圖形標(biāo)識(shí)53UML中有4種類(lèi)型的事物結(jié)構(gòu)事物（Structuralthings）動(dòng)作事物（Behavioralthings）分組事物（Groupingthings）注釋事物（Annotationalthings）UML圖形標(biāo)識(shí)54UML中的關(guān)系依賴（Dependencies）關(guān)聯(lián)（Association）泛化（Generalization）實(shí)現(xiàn)（Realization）UML圖形標(biāo)識(shí)55UML中的9種圖類(lèi)圖（Classdiagram）對(duì)象圖（Objectdiagram）用例圖（Usecasediagram）順序圖（Sequencediagram）協(xié)作圖（Collaborationdiagram）狀態(tài)圖（Statechartdiagram）活動(dòng)圖（Activitydiagram）組件圖（Com