大二上課件管理講

1第四章類與對(duì)象C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第6講北郵計(jì)算機(jī)學(xué)院蘆效峰2本章主要內(nèi)容面向?qū)ο蟮乃枷隣OP的基本特點(diǎn)類概念和聲明對(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)類的組合3回顧：面向過(guò)程的設(shè)計(jì)方法對(duì)于規(guī)模比較小的程序，編程者可以直接編寫出一個(gè)面向過(guò)程的程序，詳細(xì)地描述每一瞬時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對(duì)其的操作過(guò)程。但是當(dāng)程序規(guī)模較大時(shí)，就顯得力不從心了。C++就是為了解決編寫大程序過(guò)程中的困難而產(chǎn)生的。面向?qū)ο蟮乃枷?傳統(tǒng)的面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)是圍繞功能進(jìn)行的，用一個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能。所有的數(shù)據(jù)都是公用的，一個(gè)函數(shù)可以使用任何一組數(shù)據(jù)，而一組數(shù)據(jù)又能被多個(gè)函數(shù)所使用。面向?qū)ο蟮乃枷朊嫦蜻^(guò)程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)5面向過(guò)程的設(shè)計(jì)方法重點(diǎn):如何實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)過(guò)程，將數(shù)據(jù)與函數(shù)分開。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?在自然世界和社會(huì)生活中，一個(gè)復(fù)雜的事物總是由許多部分組成的。當(dāng)人們生產(chǎn)汽車時(shí)，分別設(shè)計(jì)和制造發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身和輪子，最后把它們組裝在一起。在組裝時(shí)，各部分之間有一定的聯(lián)系，以便協(xié)調(diào)工作。這就是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的基本思路。為了進(jìn)一步說(shuō)明問(wèn)題，下面先討論幾個(gè)有關(guān)的概念。面向?qū)ο蟮乃枷氘?dāng)問(wèn)題比較復(fù)雜時(shí)7什么是對(duì)象客觀世界中任何一個(gè)事物都可以看成一個(gè)對(duì)象(object)。對(duì)象可大可小。對(duì)象是構(gòu)成系統(tǒng)的基本單位。任何一個(gè)對(duì)象都應(yīng)當(dāng)具有這兩個(gè)要素，即屬性(attribute)和行為(behavior)，它能根據(jù)外界給的信息進(jìn)行相應(yīng)的操作。一個(gè)對(duì)象往往是由一組屬性和一組行為構(gòu)成的。一般來(lái)說(shuō)，凡是具備屬性和行為這兩種要素的，都可以作為對(duì)象。面向?qū)ο蟮乃枷?面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)采用了以上人們所熟悉的這種思路。使用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)時(shí)，首要的問(wèn)題是確定該系統(tǒng)是由哪些對(duì)象組成的，并且設(shè)計(jì)這些對(duì)象。每個(gè)對(duì)象都是由數(shù)據(jù)和函數(shù)組成，函數(shù)是用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的，調(diào)用對(duì)象中的函數(shù)就是向該對(duì)象傳送一個(gè)消息(message)，要求該對(duì)象實(shí)現(xiàn)某一行為(功能)。面向?qū)ο蟮乃枷朊嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)9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、和抽象。面向?qū)ο蟮乃枷?0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)類的聲明。OOP的基本特點(diǎn)11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)12抽象實(shí)例——鐘表類classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};OOP的基本特點(diǎn)13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)14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)使用類的成員。實(shí)現(xiàn)封裝：類聲明中的{}OOP的基本特點(diǎn)15封裝的含義所謂“封裝”，指兩方面的含義：一是將有關(guān)的數(shù)據(jù)和操作代碼封裝在一個(gè)對(duì)象中，形成一個(gè)基本單位，各個(gè)對(duì)象之間相對(duì)獨(dú)立，互不干擾。二是將對(duì)象中某些部分對(duì)外隱蔽，即隱蔽其內(nèi)部細(xì)節(jié)，只留下少量接口，以便與外界聯(lián)系，OOP的基本特點(diǎn)16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17繼承與派生是C++中支持層次分類的一種機(jī)制，允許程序員在保持原有類特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更具體的說(shuō)明?！鞍遵R”繼承了“馬”的基本特征，又增加了新的特征(顏色)，“馬”是父類，或稱為基類，“白馬”是從“馬”派生出來(lái)的，稱為子類或派生類。OOP的基本特點(diǎn)18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)——第八章OOP的基本特點(diǎn)19c++中的類類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。利用類可以實(shí)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(duì)象20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}類和對(duì)象21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)都可以訪問(wèn)公有類型數(shù)據(jù)和函數(shù)。類和對(duì)象22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(wèn)，而類外部的任何函數(shù)都不能訪問(wèn)。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(duì)象23成員訪問(wèn)限定如果在類的定義中既不指定private，也不指定public，則系統(tǒng)就默認(rèn)為是私有的。private和public稱為成員訪問(wèn)限定符(memberaccessspecifier)。在一個(gè)類體中，關(guān)鍵字private和public可以分別出現(xiàn)多次。為了使程序清晰，應(yīng)該使每一種成員訪問(wèn)限定符在類定義體中只出現(xiàn)一次。類和對(duì)象24類的成員classClock{public:

voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;};類和對(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;}1926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。不能把類中的全部成員與外界隔離，一般是把數(shù)據(jù)隱蔽起來(lái)，而把成員函數(shù)作為對(duì)外界的接口。類和對(duì)象27成員函數(shù)在類中說(shuō)明原形，可以在類外給出函數(shù)體實(shí)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(duì)象28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(duì)象29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(duì)象30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(duì)象inlinevoidPoint::

Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}2532對(duì)象類的對(duì)象是該類的某一特定實(shí)體，即類類型的變量。聲明形式：

類名對(duì)象名；例：

ClockmyClock;類和對(duì)象33類中成員的訪問(wèn)方式類中成員互訪直接使用成員名類外訪問(wèn)使用“對(duì)象名.成員名”方式訪問(wèn)

public

屬性的成員類和對(duì)象34例4-1類的應(yīng)用舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classClock{......//類的聲明略}//......類的實(shí)現(xiàn)略voidmain(void){ClockmyClock;

myClock.SetTime(8,30,30);

myClock.ShowTime();}類和對(duì)象35上機(jī)作業(yè)使用函數(shù)重載實(shí)現(xiàn)求2或3或4個(gè)數(shù)的平均值。使用函數(shù)模版實(shí)現(xiàn)整數(shù)或小數(shù)的加減法運(yùn)算基于類實(shí)現(xiàn)的求長(zhǎng)方體的體積和總面積的程序，由鍵盤輸入長(zhǎng)寬高，輸出體積和總面積。36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)37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：voidmain(){

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();}3139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