面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)第四章

面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)第四章第一頁，共六十五頁，2022年，8月28日一、類與對象類概述類是具有相同屬性和行為的一組對象的抽象集合，為該類的全部對象提供了統(tǒng)一的抽象描述，包括屬性和行為兩個主要部分。利用類可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝、隱藏、繼承與派生。利用類易于編寫大型復(fù)雜程序，其模塊化程度比C中采用函數(shù)更高。慢慢體會…第二頁，共六十五頁，2022年，8月28日類是一種用戶自定義類型，聲明形式：class類名{

public:公有成員（外部接口）private:私有成員protected:保護(hù)型成員}2.類的定義：第三頁，共六十五頁，2022年，8月28日時鐘類的成員（數(shù)據(jù)成員與函數(shù)成員聲明）classClock{private:intHour,Minute,Second;public:

voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime（）;

};成員函數(shù)數(shù)據(jù)成員第四頁，共六十五頁，2022年，8月28日voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime（）{cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second;}時鐘類的函數(shù)成員（定義部分)第五頁，共六十五頁，2022年，8月28日說明：關(guān)鍵字public后面聲明公有類型成員它們是類與外部的接口，任何外部函數(shù)都可以訪問公有類型數(shù)據(jù)和函數(shù)關(guān)鍵字private后面聲明私有類型成員允許本類中的函數(shù)訪問，類外部的任何函數(shù)都不能訪問。緊跟在類名稱的后面聲明私有成員，關(guān)鍵字private可省略(不提倡)第六頁，共六十五頁，2022年，8月28日說明：保護(hù)類型與private類似，其差別表現(xiàn)在繼承與派生時對派生類的影響不同，在第七章介紹。下頁例子第七頁，共六十五頁，2022年，8月28日classcircle{public:circle::circle(intr){radius=r;}intarea(){return(int)3.14*radius*radius;

}voidcircle_prt(){cout<<"theprivateradiusis:"<<radius<<endl;}private:intradius;

};voidmain(){circlecircle1(1),circle2(3);

cout<<"theprivateradiusis:"<<circle1.radius<<endl;circle1.circle_prt();Circle2.circle_prt();}ERROR!不允許訪問私有數(shù)據(jù)！如何解決？OK構(gòu)造函數(shù)，后面介紹另一例子第八頁，共六十五頁，2022年，8月28日說明：數(shù)據(jù)成員：1.與一般的變量聲明相同，但需要將它放在類的聲明體中。2.不能在定義時初始化賦值定義成員時并不分配存儲空間，如inthour=0

函數(shù)成員：1.成員函數(shù)分類(1)構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)(2)其他成員函數(shù)2.在類中說明原形，在類外給出函數(shù)體實現(xiàn)，并在函數(shù)名前使用類名加以限定。也可以直接在類中給出函數(shù)體允許聲明重載函數(shù)和帶缺省形參值的函數(shù)建議定義在類外第九頁，共六十五頁，2022年，8月28日3.對象的定義類的對象是該類的實例化，即類類型的變量。聲明形式：類名對象名；例:ClockmyClock;第十頁，共六十五頁，2022年，8月28日4.類、對象中成員的訪問方式類中成員互訪直接使用成員名類外訪問使用“對象名.成員名”方式訪問public屬性的成員使用“對象名指針->成員名”方式訪問public屬性的成員返回第十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日二、構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)名與類名相同構(gòu)造函數(shù)的作用是在對象被創(chuàng)建時使用特定的值構(gòu)造對象，或者說將對象初始化為一個特定的狀態(tài)。在對象創(chuàng)建時由系統(tǒng)自動調(diào)用。如果程序中未聲明，則系統(tǒng)自動產(chǎn)生出一個缺省形式的構(gòu)造函數(shù)1.構(gòu)造函數(shù)定義及使用第十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日構(gòu)造函數(shù)舉例classcircle{public:

intradius;intarea();circle(intr);intarea(intr);};circle::circle(intr){radius=r;}intcircle::area(){return(int)3.14*radius*radius;}voidmain(){circlecircle1(5);cout<<"thecircle'sareais";cout<<circle1.area()<<endl;}定義部分第十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日構(gòu)造函數(shù)與類同名不能指定返回值類型可以是重載函數(shù)可以是內(nèi)聯(lián)函數(shù)如無自定義構(gòu)造函數(shù)，C++系統(tǒng)自動產(chǎn)生空的的構(gòu)造函數(shù)如構(gòu)造函數(shù)帶有參數(shù)，則在定義對象時必須帶上相同類型的實參通過定義類的實例－對象，只分配數(shù)據(jù)成員空間，共享類的代碼空間注意：第十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日析構(gòu)函數(shù)名：～類名完成對象被刪除前的一些清理工作。在對象的生存期結(jié)束的時刻系統(tǒng)自動調(diào)用它，然后再釋放此對象所屬的空間。如果程序中未聲明析構(gòu)函數(shù)，編譯器將自動產(chǎn)生一個缺省的析構(gòu)函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)不帶任何參數(shù)2.析構(gòu)函數(shù)定義及使用請關(guān)注后面的內(nèi)容！第十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日析構(gòu)函數(shù)舉例classPoint{public:Point(intxx,intyy);

~Point（）;//...其它函數(shù)原形private:intX,intY;};包含：deleteAdeleteB…第十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日注意命名方式一般類中設(shè)計有動態(tài)對象，則要設(shè)計析構(gòu)函數(shù)析構(gòu)函數(shù)不帶任何參數(shù)第十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日課堂練習(xí)(5分鐘)：1.定義一個表述圓的類（數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員），并提供相應(yīng)的方法2.定義一個表述人的類，（數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員），并提供相應(yīng)的方法體會面向?qū)ο蟮木幊痰奶攸c第十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日3.內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)為了提高運行時的效率，對于較簡單的函數(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)語句和switch語句）。類中聲明內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)的方式：將函數(shù)體放在類的聲明中。使用inline關(guān)鍵字。內(nèi)聯(lián)函數(shù)兩種聲明方式：顯示與隱式隱式：直接定義在類主體內(nèi)顯示：定義在類主體外，用inline說明請看下頁注意何時采用？第十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日classPoint{public:

voidInit(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}intGetX（）{returnX;}intGetY（）{returnY;}private:intX,Y;};classPoint{public:voidInit(intinitX,intinitY);intGetX（）；intGetY（）；private:intX,Y;};inlinevoidPoint::Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX（）{returnX;}隱式： 顯式：第二十頁，共六十五頁，2022年，8月28日

當(dāng)構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)為自身類對象的引用時，這個構(gòu)造函數(shù)稱為拷貝構(gòu)造函數(shù).

拷貝構(gòu)造函數(shù)的功能是用一個已有對象初始化一個正在建立的同類對象.4.拷貝構(gòu)造函數(shù)已存在對象新對象克隆第二十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日拷貝構(gòu)造函數(shù)在以下三種情況下會被調(diào)用：⑴當(dāng)用類的一個對象去初始化該類的另一個對象時；⑵如果函數(shù)的形參是類對象，調(diào)用函數(shù)進(jìn)行形參和實參結(jié)合時；⑶如果函數(shù)的返回值是類對象，函數(shù)調(diào)用完成返回時。何時需要它？第二十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日定義：class

類名{public:類名（形參）；//構(gòu)造函數(shù)類名（類名&對象名）；//拷貝構(gòu)造函數(shù)...}；類名::類名（類名&對象名）//拷貝構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn){函數(shù)體}第二十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日Pointa=a1;//拷貝構(gòu)造函數(shù)

等價于Pointa(a1);//可以改成這種形式

Point::Point(Point&p){X=p.X;Y=p.Y;cout<<"拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl;}classPoint{public:Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;}

Point(Point&p);intGetX（）{returnX;}intGetY（）{returnY;}private:intX,Y;};請看下頁第二十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日當(dāng)用類的一個對象去初始化該類的另一個對象時系統(tǒng)自動調(diào)用它實現(xiàn)拷貝賦值。voidmain(void){PointA(1,2);PointB(A);//拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用cout<<B.GetX（）<<endl;}情形之一第二十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日若函數(shù)的形參為類對象，調(diào)用函數(shù)時，實參賦值給形參，系統(tǒng)自動調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如：voidfun1(Pointp){cout<<p.GetX（）<<endl;}voidmain（）{PointA(1,2);fun1(A);//調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)}

情形之二第二十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日當(dāng)函數(shù)的返回值是類對象時，系統(tǒng)自動調(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)}voidmain（）{PointB;B=fun2（）;}情形之三要看明白書上的例子返回第二十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日三、面向?qū)ο蟮幕咎攸c抽象是對具體對象（問題）進(jìn)行概括，抽出這一類對象的公共性質(zhì)并加以描述的過程。數(shù)據(jù)抽象：描述某類對象的屬性或狀態(tài)（對象相互區(qū)別的物理量）。代碼抽象：描述某類對象的共有的行為特征或具有的功能。－之抽象？如何實現(xiàn)抽象通過類的定義。第二十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日三、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想層層分類，使概念逐漸細(xì)化，即具體化。例如，生物分為動物和植物，動物又分為脊椎動物和無脊椎動物，脊椎動物包括哺乳動物，哺乳動物又分為貓、狗……，等等－之分類回顧第二十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日三、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想將抽象出的數(shù)據(jù)成員、代碼成員相結(jié)合，將它們視為一個整體。增強(qiáng)安全性和簡化編程，不必了解具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，只需要通過外部接口，以特定的訪問權(quán)限，來使用類的成員。實現(xiàn)封裝：類定義中的{}－之封裝在設(shè)計者允許的權(quán)限下第三十頁，共六十五頁，2022年，8月28日三、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想子類與父類子類繼承父類所有的屬性、方法，并可定義自己的特有屬性與方法提高軟件開發(fā)效率，為軟件復(fù)用提供強(qiáng)有力的支持多種繼承方式：公有、私有、保護(hù)；單繼承、多繼承－之繼承第三十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日三、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想－之多態(tài)定義：指類具有相似功能的不同函數(shù)使用同一個名稱來實現(xiàn)如：1.運算符重載2.函數(shù)重載3.虛函數(shù)

…慢慢領(lǐng)會…第三十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日插入語學(xué)習(xí)復(fù)雜、嚴(yán)密的C++語法體系C++既考慮設(shè)計理念的先進(jìn)性，又兼顧程序執(zhí)行的效率！理解、領(lǐng)會、運用其中的優(yōu)秀的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、分析思想！返回是否感覺有點煩！第三十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日四、類的組合類中的成員數(shù)據(jù)是另一個類的對象可以在已有的抽象的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更復(fù)雜的抽象注意是對象第三十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日例：classPoint{private:floatx,y;//點的坐標(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)處畫點};//...函數(shù)成員部分，略第三十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日classLine{private:pointp1,p2;//線段的兩個端點public:Line(Pointa,Pointb);//構(gòu)造函數(shù)VoidDraw(void);//畫出線段};//...函數(shù)的實現(xiàn)略第三十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日1.如何設(shè)計組合類的構(gòu)造函數(shù)？原則：不僅要負(fù)責(zé)對本類中的基本類型成員數(shù)據(jù)賦初值，也要對對象成員初始化。聲明形式：類名::類名(形參，本類成員形參)：內(nèi)嵌對象1(參數(shù))，內(nèi)嵌對象2(參數(shù))，......{本類初始化}注意否則可能是一個不確定的值第三十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日2.組合類的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)調(diào)用順序：若調(diào)用缺省構(gòu)造函數(shù)（即無形參的），則內(nèi)嵌對象的初始化也將調(diào)用相應(yīng)的缺省構(gòu)造函數(shù)。內(nèi)嵌對象的構(gòu)造函數(shù)內(nèi)嵌對象是客人；聲明順序調(diào)用本類的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用本類的析構(gòu)函數(shù)內(nèi)嵌對象的析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造：析構(gòu)：穿衣服與脫衣服第三十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日classPoint //Point類聲明{public: Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;cout<<"point的構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl;} Point(Point&p); intGetX(){returnX;} intGetY(){returnY;}private: intX,Y;};Point::Point(Point&p) //拷貝構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn){ X=p.X; Y=p.Y; cout<<"Point拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl;}第三十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日classLine //Line類的聲明{public: //外部接口 Line(Pointxp1,Pointxp2); Line(Line&); doubleGetLen(){returnlen;}private: //私有數(shù)據(jù)成員 Pointp1,p2; //Point類的對象p1,p2 doublelen; };//組合類的構(gòu)造函數(shù)Line::Line(Pointxp1,Pointxp2):p1(xp1),p2(xp2){ cout<<"Line構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl; doublex=double(p1.GetX()-p2.GetX()); doubley=double(p1.GetY()-p2.GetY()); len=sqrt(x*x+y*y);}第四十頁，共六十五頁，2022年，8月28日Line::Line(Line&Seg):p1(Seg.p1),p2(Seg.p2){ cout<<"Line拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl; len=Seg.len;}//主函數(shù)voidmain(){ Pointmyp1(1,1),myp2(4,5); //建立Point類的對象 Lineline(myp1,myp2); //建立Line類的對象 Lineline2(line); //利用拷貝構(gòu)造函數(shù)建立一個新對象 cout<<"Thelengthofthelineis:"; cout<<line.GetLen()<<endl; cout<<"Thelengthoftheline2is:"; cout<<line2.GetLen()<<endl;}第四十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第四十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日例2：整體類部件子類1部件子類2部件子類n……代碼框架第四十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日classWhole//整體類{public:Whole（）;Whole(inti,intj,intk);~Whole（）;voidPrint（）;private:Partone;Parttwo;intdate;};classPart//部件類{public:Part（）;Part(inti);~Part（）;voidPrint（）;private:intval;};下頁定義整體類的構(gòu)造函數(shù)第四十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日Whole::Whole（）{date=0;}Whole::Whole(inti,intj,intk):two(i),one(j),date(k){...}//...其它函數(shù)的實現(xiàn)略返回第四十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日五、前向引用聲明類應(yīng)該先聲明，后使用如果需要在某個類的聲明之前，引用該類，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標(biāo)識符，沒有具體定義，不能使用該類的具體細(xì)節(jié)(如對象)。具體參考教材P112－113第四十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日前向引用聲明舉例:classB;//前向引用聲明classA{public:voidf(Bb);};classB{public:voidg(Aa);};返回第四十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日template<模板參數(shù)表>類聲明六、類模板使用類模板使用戶可以為類聲明一種模式，使得類中的某些數(shù)據(jù)成員、某些成員函數(shù)的參數(shù)、某些成員函數(shù)的返回值，能取任意類型（包括系統(tǒng)預(yù)定義的和用戶自定義的）目的:格式：template<typename標(biāo)示符>函數(shù)模板定義比較第四十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日書上的例子：請先閱讀5minsstructstudent{ intid; floatgpa;};template<classT>classstore{private: Titem; inthavevalue; intflag;public: store(void); Tgetelem(void); voidputelem(Tx);};template<classT>store<T>::store():havevalue(1),flag(99){}template<classT>Tstore<T>::getelem(void){ if(havevalue==0) {cout<<"noitempresent!"<<endl; exit(0); } else {cout<<"thehavevalueis:"<<havevalue<<endl; cout<<"theflagis:"<<flag<<endl; returnitem; }}這兒構(gòu)造函數(shù)定義時，初始化其它數(shù)據(jù)成員可以改成class嗎？返回第四十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日template<classT>voidstore<T>::putelem(Tx){havevalue++;item=x;}voidmain(){studentg={1000,23};store<int>s1,s2;s1.putelem(3);s2.putelem(7);cout<<s1.getelem()<<""<<s2.getelem()<<endl;返回第五十頁，共六十五頁，2022年，8月28日classcircle{public:inthavevalue;circle(intr);intarea(){return(int)3.14*radius*radius;}voidcircle_prt(){cout<<"theprivateradiusis:"<<radius<<endl;}private:intradius;};circle::circle(intr):havevalue(3){radius=r;}voidmain(){circlecircle1(1);circle*cp;cp=&circle1;cout<<"havevalue=:“;cout<<circle1.havevalue<<endl;circle1.circle_prt();cout<<"outbypointer:“;cout<<cp->havevalue<<endl;cout<<"outtheprivatedata”;cout<<circle1.radius<<cp->radius;//error}初始化禁止訪問私有數(shù)據(jù)返回返回返回第五十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日七、面向?qū)ο髽?biāo)記兩種方法UML：統(tǒng)一建模語言

專業(yè)的面向?qū)ο蠼ＵZ言，功能強(qiáng)大較復(fù)雜

Coad/Yourdon類圖描述

簡單明晰難以描述成員的訪問控制第五十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日UML對象名數(shù)據(jù)成員函數(shù)成員類名數(shù)據(jù)成員函數(shù)成員Coad/Yourdon消息繼承包含返回第五十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日要點回顧1.類與對象的概念2.基本類的定義與使用1.類定義的格式：classname{…}2.訪問控制3.對象創(chuàng)建與撤銷1.類內(nèi)、類外的理解2.數(shù)據(jù)成員與函數(shù)成員的區(qū)別3.public與private：公共接口與隱藏1.構(gòu)造、析構(gòu)函數(shù):公有、無返回值2.拷貝構(gòu)造函數(shù)3.組合類1.定義：類中內(nèi)嵌對象

?問：內(nèi)嵌類的定義是組合類嗎2.組合類構(gòu)造與析構(gòu)：調(diào)用順序4.類模板1.設(shè)計思想：數(shù)據(jù)處理的通用性，參數(shù)化程序設(shè)計2.適用范圍：普通數(shù)據(jù)類型、自定義數(shù)據(jù)類型、類3.注意事項：成員函數(shù)是模板函數(shù)、代碼要通用返回第五十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日ClassA{public:inta,b,c;……private:intx,y,z;……}返回Aa1,a2,a3;第五十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日ClassA{public:inta,b,c;……private:intx,y,z;……}公共接口內(nèi)部數(shù)據(jù)，隱私返回第五十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日1.構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的功能？2.默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)：系統(tǒng)可以產(chǎn)生缺省的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)3.構(gòu)造函數(shù)可以重載，析構(gòu)函數(shù)可以重載嗎？返回第五十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日為什么需要拷貝構(gòu)造函數(shù)？格式：類名(類名&對象名){……}那些情形調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)？1.用同類對象初始化另一個對象2.用于對象參數(shù)傳遞3.函數(shù)的返回值是對象？如何理解返回第五十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日classouter{public:inta;classinner{public: intb; inner(){cout<<"runtheinnerconstructor"<<endl; }voidshow(){cout<<"thedataofinneris:"<<b<<endl; } }inn;