《C++與面向?qū)ο蟆返?章(人民郵電出版社)

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計及C++

主講:第4章類中數(shù)據(jù)的共享與保護面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計及C++本章作業(yè)作業(yè)本：本章習(xí)題：一、二〔1、3〕、三、四〔1、3〕10:40本章內(nèi)容提要4.1靜態(tài)成員4.2共享數(shù)據(jù)的保護4.3程序?qū)嵗?----學(xué)生信息管理系統(tǒng)本章小結(jié)10:404.1靜態(tài)成員在類的定義中，可以用關(guān)鍵字static聲明成員為靜態(tài)的，這些靜態(tài)成員可以在同一個類的不同對象之間提供數(shù)據(jù)共享。不管這個類創(chuàng)立了多少個對象，但靜態(tài)成員只有一個拷貝〔副本〕，被所有屬于這個類的對象共享。靜態(tài)成員包括靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和靜態(tài)成員函數(shù)10:404.1.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是解決同一個類的不同對象之間數(shù)據(jù)共享問題，同一個類所有的對象共享此成員，該成員只有一份拷貝

靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的聲明形式為：

static類型名靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名；靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化必須在類外進行，默認(rèn)值為0，形式為:

類型名類名::靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名=初值;注意:前面不能再加static10:404.1.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員公有的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以在對象定義之前被訪問，形式為：類名：：公有靜態(tài)成員變量名；在對象定義后還可以通過對象進行訪問，形式為：對象名.公有靜態(tài)成員變量名私有的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不能被類的外部函數(shù)訪問，也不能用對象直接進行訪問。10:404.1.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員程序4.1請在編程環(huán)境下直接運行演示特別注意:(1)類內(nèi)的語句staticinttotal;用來定義一個公有的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員total(2)類體外語句:intStudent::total=0;用來初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員(3)兩個構(gòu)造函數(shù)中均有total++;語句(4)析構(gòu)函數(shù)中有total--;語句10:404.1.1靜態(tài)數(shù)據(jù)成員主函數(shù)中訪問total的多種方式:(1)Student::total,對公有的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員,無論是否認(rèn)義對象均可用此形式訪問(2)當(dāng)用指針p申請了動態(tài)對象空間之后,可以用p->total即(*p).total形式訪問(3)s[0].total和s[1].total均表達(dá)為通過對象來訪問此靜態(tài)數(shù)據(jù)成員(4)思考:將staticinttotal;移動到private:的下方作為私有成員，重新編譯程序觀察結(jié)果并解釋原因10:404.1.2靜態(tài)成員函數(shù)為什么要有靜態(tài)成員函數(shù)?(1)如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不是公有成員，那么無法直接用類名或?qū)ο竺麃碓L問，這時，必定要借助于類的公有成員函數(shù)來間接訪問。由于靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是整個類公有的，不屬于任何對象，因此希望公有成員函數(shù)對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問也不必依賴對象，可以通過類名來訪問，普通成員函數(shù)無法滿足這一要求因此需要將專門用來訪問非公有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的函數(shù)定義為靜態(tài)成員函數(shù)10:404.1.2靜態(tài)成員函數(shù)靜態(tài)成員函數(shù)在類內(nèi)的原型聲明形式：static返回值類型靜態(tài)成員函數(shù)名〔形式參數(shù)表〕；聲明為static的成員函數(shù)在類的范圍內(nèi)共享，它屬于該類的所有對象，只能直接訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，不能對類的其他類型的數(shù)據(jù)成員或成員函數(shù)進行訪問?？梢酝ㄟ^類名或?qū)ο竺M行調(diào)用，形式如下：類名::靜態(tài)成員函數(shù)名〔實際參數(shù)表〕;或?qū)ο竺?靜態(tài)成員函數(shù)名〔實際參數(shù)表〕;10:404.1.2靜態(tài)成員函數(shù)程序4.2請在編程環(huán)境下直接運行演示特別注意:(1)類內(nèi)的語句staticinttotal;放在prirate:下,用來定義一個私有的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員(2)類體內(nèi)的staticvoidPrint();用來聲明一個公有的靜態(tài)成員函數(shù)(3)主函數(shù)中調(diào)用該靜態(tài)成員函數(shù)來間接訪問私有屬性的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員:

Student::Print();p->Print();s[0].Print(); s[1].Print();

10:404.1.2靜態(tài)成員函數(shù)特別說明:(1)靜態(tài)成員函數(shù)與普通的成員函數(shù)不同,無this指針(2)靜態(tài)成員函數(shù)幾乎是專門為方便操作非公有屬性的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員而設(shè)的(3)一般不用來訪問非靜態(tài)成員返回10:404.2共享數(shù)據(jù)的保護為解決數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)平安的統(tǒng)一，C++語言通過適時地巧用關(guān)鍵字const，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行保護。主要有3種用法:(1)常數(shù)據(jù)成員:類內(nèi)的某一數(shù)據(jù)成員不能被修改(2)常成員函數(shù):類的成員函數(shù)只能訪問類內(nèi)的其他成員而不允許修改(3)常對象:整個對象不能被修改10:404.2.1常數(shù)據(jù)成員類中需要用到常量,定義為全局常量顯然不利于代碼移植因此,在類中通過定義常數(shù)據(jù)成員，僅在本類中起作用，方便了類的移植。常數(shù)據(jù)成員在類內(nèi)的定義形式為：const類型名常數(shù)據(jù)成員名；常數(shù)據(jù)成員的初始化只能在構(gòu)造函數(shù)的初始化列表中進行,形式為:構(gòu)造函數(shù)首部：常數(shù)據(jù)成員名〔用來初始化的常量或常量表達(dá)式〕10:404.2.1常數(shù)據(jù)成員【例4.3】常數(shù)據(jù)成員的初始化及訪問例如，定義圓類Circle，其中定義一個常數(shù)據(jù)成員PI表示圓周率，類中定義函數(shù)實現(xiàn)求圓的面積及周長。該例由3個文件組成,注意文件包含的正確使用.請在編程環(huán)境下運行該程序,注意多文件結(jié)構(gòu)的程序的定義方法.本程序中請?zhí)貏e關(guān)注第一個文件中:(1)constdoublePI;定義常數(shù)據(jù)成員PI表圓周率(2)構(gòu)造函數(shù)首部用初始化列表初始常數(shù)據(jù)成員:Circle(doubler=0):PI(3.1415926)10:404.2.1常數(shù)據(jù)成員例4.3中類Circle的常數(shù)據(jù)成員PI，與普通成員相比不可被修改。但它與普通數(shù)據(jù)成員有一個共性——都是跟著對象走的,每個對象中都保存有一份PI的拷貝，造成了數(shù)據(jù)冗余。改進方式:將PI定義為靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員。修改方法:(1)在example4_03_Circle..h頭文件中將constdoublePI;修改為：staticconstdoublePI;(2)在example4_03_Circle.cpp文件中增加一條語句：constdoubleCircle::PI=3.1415926;10:404.2.2常成員函數(shù)如果一個成員函數(shù)對類中數(shù)據(jù)成員只作訪問而不作直接或間接的修改，那么最好將此成員函數(shù)說明為常成員函數(shù)，以明確表示它對數(shù)據(jù)成員的保護性。常成員函數(shù)的原型聲明格式如下：類型

函數(shù)名〔形式參數(shù)表〕

const；說明:這里的const是函數(shù)類型的一個組成局部,故原型聲明和定義首部都必須要有,并且可以作為函數(shù)重載的標(biāo)志10:404.2.2常成員函數(shù)常成員函數(shù)一般不調(diào)用普通函數(shù),以防止間接修改數(shù)據(jù)成員的值反之,普通函數(shù)可以調(diào)用常成員函數(shù)【例4.4】常成員函數(shù)的定義及調(diào)用例如。在例4.3的根底上作修改。請直接在編程環(huán)境下運行,注意與4.3的區(qū)別在頭文件中增加了:doubleGetRadius()const;在對應(yīng)實現(xiàn)文件中增加了以上常成員函數(shù)實現(xiàn)代碼在主函數(shù)中增加了對該函數(shù)的調(diào)用10:40對象在其整個生存期內(nèi)都不能被改變，這時，需要將對象說明為常對象。常對象的所有數(shù)據(jù)成員的值在整個生存期內(nèi)不能被更新。常對象的說明格式如下：類名

const

對象名；或const

類名

對象名；定義常對象時必須進行初始化，而且其對象的數(shù)據(jù)成員值不能修改。常對象只能調(diào)用它的常成員函數(shù)而不能調(diào)用普通的成員函數(shù)4.2.3常對象10:40【例4.5】常對象與常成員函數(shù)的應(yīng)用例如。定義一個Person類，分別定義該類的常對象和普通對象，注意重載的Print()函數(shù)的調(diào)用情況。請在編程環(huán)境下直接運行程序注意幾個問題:(1)類中有一對重載的函數(shù):voidPrint(); //普通成員函數(shù)voidPrint()const;//常成員函數(shù)4.2.3常對象10:40(2)主函數(shù)中的p1為常對象,p2為普通對象,調(diào)用print()函數(shù)時,注意各自調(diào)用的版本(3)思考:分別將普通成員函數(shù)print或靜態(tài)成員函數(shù)print刪除掉,再重新編譯鏈接運行程序,觀察結(jié)果并解釋原因4.2.3常對象返回10:40請在編程環(huán)境下運行完整的程序.在第3章的根底上，作以下一些修改：〔1〕為統(tǒng)計真正在效的學(xué)生人數(shù)，將原來的全局變量count改為定義在類Student中的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，并且設(shè)為私有屬性以表達(dá)信息隱藏的特性?！?〕為訪問count，特別增加了靜態(tài)成員函數(shù) staticintGetCount();〔3〕將某些成員函數(shù)，不改變數(shù)據(jù)成員值的改成常成員函數(shù)，例如：GetName、GetAge和Display函數(shù)。還有一些函數(shù)內(nèi)部的形式參數(shù)，必要時加了const以保護對應(yīng)實參。4.3程序?qū)嵗獙W(xué)生信息管理系統(tǒng)10:40〔4〕類中增加了兩個成員函數(shù)：Insert()和Delete()，效勞于后面新增加的插入和刪除功能?！?〕主函數(shù)中增加了兩個功能：插入和刪除一條學(xué)生記錄，因此菜單上增加了兩個條目。在流程控制中增加兩個分支?！?〕由于此程序中的刪除只是簡單地將age成員修改為0，也就是說，只要age成員值為0，那么認(rèn)為此元素位置上的元素值是無效的，可能是隨機值，也有可能是曾經(jīng)被刪除的，因此在OutputStu()數(shù)中控制輸出所有有效元素時的循環(huán)控制條件與第三章中不同，同時輸出學(xué)生總?cè)藬?shù)的時候也與原來不同，涉及到靜態(tài)成員函數(shù)的訪問，讀者需要注意比照。4.3程序?qū)嵗獙W(xué)生信息管理系統(tǒng)10:40〔7〕與〔6〕同樣的考慮，函數(shù)SearchStu()的實現(xiàn)也與第三章中不同，循環(huán)控制條件需要修改，在比照名字字符串之前，必須先確認(rèn)該記錄是否有效，即判斷年齡是否為0。在第三章中不涉及插入刪除，所以記錄的從0下標(biāo)依次存放的，讀者需要注意比照?！?〕插入和刪除函數(shù)中分別考慮了是否滿和是否空的邊界條件。4.3程序?qū)嵗獙W(xué)生信息管理系統(tǒng)返回10:40本章小結(jié)本章介紹同類對象間數(shù)據(jù)共享與保護相關(guān)的問題，主要知識點如下：〔1〕靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是為所有同類對象共享，必須在類外進行初始化。對于公有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，可以通過類名或?qū)ο竺苯诱{(diào)用；對于私有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，那么需要通過成員函數(shù)間接訪問。〔2〕靜態(tài)成員函數(shù)一般專門用來操作靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，它也是可以通過類名或?qū)ο竺麃碚{(diào)用，靜態(tài)成員函數(shù)與一般成員函數(shù)相比，最大的區(qū)別是它沒有this