面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計基礎(chǔ)

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計基礎(chǔ)2面向?qū)ο蟮姆椒康模簩崿F(xiàn)軟件設(shè)計的產(chǎn)業(yè)化。觀點：自然界是由實體（對象）所組成。程序設(shè)計方法：使用面向?qū)ο蟮挠^點來描述模仿并處理現(xiàn)實問題。要求：高度概括、分類、和抽象。面向?qū)ο蟮乃枷氲?頁,共56頁，2024年2月25日，星期天3抽象抽象是對具體對象（問題）進行概括，抽出這一類對象的公共性質(zhì)并加以描述的過程。先注意問題的本質(zhì)及描述，其次是實現(xiàn)過程或細(xì)節(jié)。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。抽象的實現(xiàn)：通過類的聲明。OOP的基本特點第3頁,共56頁，2024年2月25日，星期天4抽象實例——鐘表數(shù)據(jù)抽象：intHour,intMinute,intSecond代碼抽象：SetTime(),ShowTime()OOP的基本特點第4頁,共56頁，2024年2月25日，星期天5抽象實例——鐘表類classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};OOP的基本特點第5頁,共56頁，2024年2月25日，星期天6抽象實例——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(),…社會屬性角度：

Work(),Promote(),…OOP的基本特點第6頁,共56頁，2024年2月25日，星期天7封裝將抽象出的數(shù)據(jù)成員、代碼成員相結(jié)合，將它們視為一個整體。目的是增強安全性和簡化編程，使用者不必了解具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，而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：類聲明中的{}OOP的基本特點第7頁,共56頁，2024年2月25日，星期天8封裝實例：classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};邊界特定的訪問權(quán)限OOP的基本特點外部接口第8頁,共56頁，2024年2月25日，星期天9繼承與派生繼承是指一個類（派生類）從另一個類（基類）中獲得屬性的過程，是C++中支持層次分類的一種機制，允許程序員在保持原有類特性的基礎(chǔ)上，進行更具體的說明。實現(xiàn)：聲明派生類OOP的基本特點第9頁,共56頁，2024年2月25日，星期天10多態(tài)性多態(tài)：同一名稱，不同的功能實現(xiàn)方式。目的：達(dá)到行為標(biāo)識統(tǒng)一，減少程序中標(biāo)識符的個數(shù)。實現(xiàn)：重載函數(shù)和虛函數(shù)OOP的基本特點第10頁,共56頁，2024年2月25日，星期天11c++中的類類是具有相同屬性和行為的一組對象的集合，它為屬于該類的全部對象提供了統(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。類和對象第11頁,共56頁，2024年2月25日，星期天12類的聲明形式

類是一種用戶自定義類型，聲明形式：class類名稱{public:

公有成員（外部接口）

private:

私有成員

protected:

保護型成員}類和對象第12頁,共56頁，2024年2月25日，星期天13公有類型成員在關(guān)鍵字public后面聲明，它們是類與外部的接口，任何外部函數(shù)（對象）都可以訪問公有類型數(shù)據(jù)和函數(shù)。類和對象第13頁,共56頁，2024年2月25日，星期天14私有類型成員在關(guān)鍵字private后面聲明，只允許本類中的函數(shù)訪問，而類外部的任何函數(shù)都不能訪問。如果緊跟在類名稱的后面聲明私有成員，則關(guān)鍵字private可以省略。類和對象第14頁,共56頁，2024年2月25日，星期天15保護類型與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。類和對象第15頁,共56頁，2024年2月25日，星期天16類的成員classClock{public:

voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};類和對象成員數(shù)據(jù)成員函數(shù)第16頁,共56頁，2024年2月25日，星期天voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,

intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime(){cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second;}19第17頁,共56頁，2024年2月25日，星期天18成員數(shù)據(jù)與一般的變量聲明相同，但需要將它放在類的聲明體中。類和對象第18頁,共56頁，2024年2月25日，星期天19成員函數(shù)在類中說明原形，可以在類外給出函數(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，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)類和對象第19頁,共56頁，2024年2月25日，星期天20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）。在類中聲明內(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。類和對象第20頁,共56頁，2024年2月25日，星期天21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;};類和對象第21頁,共56頁，2024年2月25日，星期天22內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)舉例(二)classPoint{public:voidInit(intinitX,intinitY);intGetX()；

intGetY()；

private:intX,Y;};類和對象第22頁,共56頁，2024年2月25日，星期天inlinevoidPoint::

Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}25第23頁,共56頁，2024年2月25日，星期天24對象類的對象是該類的某一特定實體，即類類型的變量。聲明形式：

類名對象名；例：

ClockmyClock;類和對象第24頁,共56頁，2024年2月25日，星期天25類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

屬性的成員類和對象第25頁,共56頁，2024年2月25日，星期天26例5-1類的應(yīng)用舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classClock{......//類的聲明略}；//......類的實現(xiàn)略voidmain(void){ClockmyClock;

myClock.SetTime(8,30,30);

myClock.ShowTime();}類和對象第26頁,共56頁，2024年2月25日，星期天27構(gòu)造函數(shù)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)第27頁,共56頁，2024年2月25日，星期天28構(gòu)造函數(shù)舉例classClock{public:

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

voidShowTime();private: intHour,Minute,Second;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)第28頁,共56頁，2024年2月25日，星期天構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn)：Clock::Clock(intNewH,intNewM,intNewS){ Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS;}建立對象時構(gòu)造函數(shù)的作用：voidmain(){

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

c.ShowTime();}31第29頁,共56頁，2024年2月25日，星期天30析構(gòu)函數(shù)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)生一個默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)第30頁,共56頁，2024年2月25日，星期天31構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classPoint{public:Point(intxx,intyy);~Point();//...其它函數(shù)原形

private:intX,intY;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)第31頁,共56頁，2024年2月25日，星期天Point::Point(intxx,intyy){X=xx;Y=yy;}Point::~Point(){}//...其它函數(shù)的實現(xiàn)略41第32頁,共56頁，2024年2月25日，星期天33類的應(yīng)用舉例(例5-3)一圓型游泳池如圖所示，現(xiàn)在需在其周圍建一圓型過道，并在其四周圍上柵欄。柵欄價格為35元/米，過道造價為20元/平方米。過道寬度為3米，游泳池半徑由鍵盤輸入。要求編程計算并輸出過道和柵欄的造價。游泳池過道第33頁,共56頁，2024年2月25日，星期天#include<iostream>usingnamespacestd;constfloatPI=3.14159;constfloatFencePrice=35;constfloatConcretePrice=20;//聲明類Circle及其數(shù)據(jù)和方法classCircle{private:floatradius;

public:Circle(floatr);//構(gòu)造函數(shù)

floatCircumference()const;//圓周長

floatArea()const;//圓面積};43第34頁,共56頁，2024年2月25日，星期天//類的實現(xiàn)//構(gòu)造函數(shù)初始化數(shù)據(jù)成員radiusCircle::Circle(floatr){radius=r}//計算圓的周長floatCircle::Circumference()const{return2*PI*radius;}

//計算圓的面積floatCircle::Area()const{returnPI*radius*radius;}44第35頁,共56頁，2024年2月25日，星期天voidmain(){floatradius;floatFenceCost,ConcreteCost;

//提示用戶輸入半徑

cout<<"Entertheradiusofthepool:";cin>>radius;//聲明Circle對象

CirclePool(radius);CirclePoolRim(radius+3);45第36頁,共56頁，2024年2月25日，星期天//計算柵欄造價并輸出

FenceCost=PoolRim.Circumference()*FencePrice;cout<<"FencingCostis￥"<<FenceCost<<endl;

//計算過道造價并輸出

ConcreteCost=(PoolRim.Area()-Pool.Area())*ConcretePrice;cout<<"ConcreteCostis￥"<<ConcreteCost<<endl;}運行結(jié)果Entertheradiusofthepool:10FencingCostis￥2858.85ConcreteCostis￥4335.3946第37頁,共56頁，2024年2月25日，星期天3838對象指針的一般概念聲明形式類名*對象指針名；例PointA(5,10);Piont*ptr;ptr=&A;通過指針訪問對象成員對象指針名->成員名ptr->getx()相當(dāng)于(*ptr).getx();

指針第38頁,共56頁，2024年2月25日，星期天3939對象指針應(yīng)用舉例intmain(){PointA(5,10);Point*ptr;

ptr=&A; intx; x=ptr->GetX(); cout<<x<<endl;return0;}

指針第39頁,共56頁，2024年2月25日，星期天40靜態(tài)數(shù)據(jù)成員用關(guān)鍵字static聲明該類的所有對象維護該成員的同一個拷貝必須在類外定義和初始化，用(::)來指明所屬的類。靜態(tài)成員函數(shù)類外代碼可以使用類名和作用域操作符來調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)只能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)。靜態(tài)成員靜態(tài)成員第40頁,共56頁，2024年2月25日，星期天41例5-4

具有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的Point類#include<iostream>usingnamespacestd;classPoint {public: Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;countP++;}Point(Point&p); intGetX(){returnX;} intGetY(){returnY;} voidGetC(){cout<<"Objectid="<<countP<<endl;}private: intX,Y;

staticintcountP;};靜態(tài)成員第41頁,共56頁，2024年2月25日，星期天42Point::Point(Point&p){ X=p.X; Y=p.Y; countP++;}intPoint::countP=0;

voidmain() { PointA(4,5); cout<<"PointA,"<<A.GetX()<<","<<A.GetY(); A.GetC(); PointB(A); cout<<"PointB,"<<B.GetX()<<","<<B.GetY(); B.GetC(); }第42頁,共56頁，2024年2月25日，星期天43#include<iostream>usingnamespacestd;classApplication{public:staticvoidf();staticvoidg();private:staticintglobal;};intApplication::global=0;voidApplication::f(){global=5;}voidApplication::g(){cout<<global<<endl;}intmain(){Application::f();Application::g();return0;}靜態(tài)成員靜態(tài)成員函數(shù)舉例第43頁,共56頁，2024年2月25日，星期天44具有靜態(tài)數(shù)據(jù)、函數(shù)成員的Point類靜態(tài)成員#include<iostream>usingnamespacestd;classPoint //Point類聲明{public: //外部接口

Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;countP++;} Point(Point&p); //拷貝構(gòu)造函數(shù)

intGetX(){returnX;} intGetY(){returnY;}

staticvoidGetC()

{cout<<"Objectid="<<countP<<endl;} private: //私有數(shù)據(jù)成員

intX,Y;

staticintcountP;}第44頁,共56頁，2024年2月25日，星期天45Point::Point(Point&p){ X=p.X; Y=p.Y; countP++;}intPoint::countP=0;

voidmain() //主函數(shù)實現(xiàn){ PointA(4,5); //聲明對象A cout<<"PointA,"<<A.GetX()<<","<<A.GetY();

A.GetC(); //輸出對象號，對象名引用

PointB(A); //聲明對象B cout<<"PointB,"<<B.GetX()<<","<<B.GetY();

Point::GetC(); //輸出對象號，類名引用}第45頁,共56頁，2024年2月25日，星期天46友元函數(shù)友元函數(shù)是在類聲明中由關(guān)鍵字friend修飾說明的非成員函數(shù)，在它的函數(shù)體中能夠通過對象名訪問private和protected成員作用：增加靈活性，使程序員可以在封裝和快速性方面做合理選擇。訪問對象中的成員必須通過對象名。

友元第46頁,共56頁，2024年2月25日，星期天47#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;classPoint //Point類聲明{public: //外部接口

Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;} intGetX(){returnX;} intGetY(){returnY;}

friendfloatDistance(Point&a,Point&b);

private: //私有數(shù)據(jù)成員

intX,Y;};例5-6使用友元函數(shù)計算兩點距離

友元第47頁,共56頁，2024年2月25日，星期天4848類的繼承與派生保持已有類的特性而構(gòu)造新類的過程稱為繼承。在已有類的基礎(chǔ)上新增自己的特性而產(chǎn)生新類的過程稱為派生。被繼承的已有類稱為基類（或父類）。派生出的新類稱為派生類。第48頁,共56頁，2024年2月25日，星期天4949繼承與派生問題舉例類的繼承與派生第49頁,共56頁，2024年2月25日，星期天5050繼承與派生的目的繼承的目的：實現(xiàn)代碼重用。派生的目的：當(dāng)新的問題出現(xiàn)，原有程序無法解決（或不能完全解決）時，需要對原有程序進行改造。類的繼承與派生第50頁,共56頁，2024年2月25日，星期天5151派生類的聲明class派生類名：繼承方式基類名{

成員聲明；}類的繼承與派生第51頁,共56頁，202