C大學基礎教程第8章總結用.ppt

-1-,8.1 類是一種數據類型,數據類型約束了變量所能參加的運算范圍。例如，整型變量可以進行取?！?”運算，而實型變量則不可以進行該運算； 數據類型限定了變量所能取到的數值范圍。例如，整型變量可以取值為1,2, 100,，而不能取值3.1415這樣的實型數。 在C+中，類實際上相當于一種用戶自定義的數據類型,對象就是該數據類型的一個變量； 類-數據類型 對象-變量,-2-,8.2 類的定義,一個類表示現實生活中的一類事物，比如“學生”. 事物有相應的特征或屬性，它們就是類的成員數據； 事物可能有行為動作，也可能被某些行為動作所操作，這些都用函數來實現，是構成類的函數成員，或者叫成員函數。,-3-,8.2 類的定義,類的聲明具體說明類的組成，聲明類的語法形式為： class 類的名稱 public: 公有成員數據; 公有成員函數; protected: 保護成員數據; 保護成員函數; private: 私有成員數據; 私有成員函數; ;,-4-,其中，“成員”既可以是數據，也可以是函數。 成員數據的聲明方式與一般變量相同。 成員函數是描述類的對象可以進行的操作，一般在類中聲明原型，在類聲明的外面定義函數的具體實現。,8.2 類的定義,-5-,類的成員函數描述的是類的行為或操作。函數的原型聲明要在類的主體中，原型說明了函數的參數表和返回值類型。而函數的具體實現一般是寫在類聲明之外的。 在類的外部定義成員函數的語法形式為： 返回值類型 類名:成員函數名(參數表) 函數體 ,8.2 類的定義,-6-,定義一個類后，只是有了描述該類事物的數據類型。當我們使用“類”這個數據類型定義一個變量時，就生成了一個該“類”的對象。對象有時又稱為實例。 例如，Student stu(1,“wang”,M); 定義了一個對象名字為stu的Student類型的對象。,8.3 對象的定義,-7-,定義一個對象和定義一個一般變量相同。 定義變量時要分配存儲空間，同樣，定義一個對象時要分配存儲空間，一個對象所占的內存空間是類的數據成員所占的空間總和。類的成員函數存放在代碼區(qū)。 類的成員是抽象的，對象的成員才是具體的。類的數據成員都不會有具體的屬性值。只有對象的成員才會有具體的屬性值。,8.3 對象的定義,-8-,8.3 對象的定義,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,-9-,類的成員函數可以有多種特殊形式，包括帶默認參數值的成員函數、內聯成員函數和重載成員函數。,8.4 類的成員函數,-10-,class Student public: Student(int pId, char* pName, char pSex); / 構造函數 void printStudent(); / printStudent函數聲明 void setNationality(char* pNationality); / 設置國籍函數 private: int id; / 定義學號變量 char* name; / 定義姓名字符指針變量 char sex; / 定義性別變量 char* nationality; / 定義國籍字符指針變量 ;,8.4.1 帶默認參數值的成員函數,-11-,void Student:setNationality(char* pNationality=“China“) nationality = new charstrlen(pNationality)+1; if(nationality != 0) strcpy(nationality,pNationality); 調用： Student stu(1,“wang“,M); stu.setNationality();,8.4.1 帶默認參數值的成員函數,-12-,如果在類的內部定義成員函數的具體實現，則該成員函數為內聯成員函數。 函數定義時沒有任何的附加說明，所以稱為隱式聲明的內聯成員。,8.4.2 內聯成員函數,-13-,8.4.2 內聯成員函數,在類中說明原形，可以在類外給出函數體實現，并在函數名前使用類名加以限定。也可以直接在類中給出函數體，形成內聯成員函數。 在類中聲明內聯成員函數的方式： 將函數體放在類的聲明中（隱式）。 使用inline關鍵字（顯示）。,-14-,class Student public: void printStudent(); / 打印所有信息 / 根據flag取值打印不同信息 / flag=1, 打印id / flag=2, 打印name / flag=3, 打印sex / flag=4, 打印nationality void printStudent(int flag); private: ;,8.4.3 重載成員函數,-15-,關鍵字public、protected、private說明類成員的訪問控制屬性。私有（private）成員只允許本類的成員函數來訪問；公有（public）成員是類對外的接口，在類聲明和類（函數）實現之后，外部對象可以訪問公有成員。保護型（protected）成員的可訪問性和私有成員的性質相似，與繼承有關。,8.5 類成員的訪問屬性,-16-,關于訪問控制屬性，注意： 在類聲明中，三種訪問控制屬性，可以按任意次序出現，也可以不出現。public等關鍵字也可以多次出現，但是一個成員只能具有一種訪問控制屬性。 如果不寫訪問控制屬性關鍵字，默認的是private。在書寫時通常習慣將public放在最前面，這樣便于閱讀，因為它們是外部訪問時所要了解的。 一般情況下，一個類的數據成員應該聲明為私有成員，這樣封裝性較好。一個類應該有一些公有的函數成員，作為對外的接口，否則別的代碼無法訪問類,8.5 類成員的訪問屬性,-17-,8.5 類成員的訪問屬性,-18-,8.6 對象的使用,對象是類的一個具體的實例，類和對象的關系相當于普遍與特殊的關系。在C+中，類是一個自定義的數據類型，對象是該數據類型的一個變量。 所以，可以定義一個全局的對象，也可以在函數體中定義一個局部的對象，或者動態(tài)地從堆中申請空間來創(chuàng)建一個對象，還可以定義對象數組，以及使用對象作為函數的參數與返回值。,-19-,8.6.1 對象指針,聲明對象指針的一般語法形式為： 類名* 對象指針名； 使用對象指針訪問對象的成員，語法形式為： 對象指針名-公有成員； 例如： Clock c; Clock* pc1=new Clock; Clock* pc2=,-20-,8.6.2 this指針,問：一個類中所有對象調用的成員函數都執(zhí)行同一段代碼。那么，成員函數又是怎么識別當前是那個對象在訪問呢？ 答：this指針指出了成員函數當前所操作的數據所屬的對象。不同的對象調用成員函數時，this指針將指向不同的對象，也就可以訪問不同對象的數據成員。,-21-,8.6.3 對象數組,對象數組的元素是對象，不僅具有數據成員，而且還有函數成員，可以通過數組元素調用成員函數。 例：student stu10;,-22-,8.6.4 對象用做函數的參數和返回值,可以將對象作為參數傳遞給一個函數或從函數返回一個對象。 直接用對象作為參數，調用函數時，進行值傳遞，實參的值要復制給形參，如果類的數據成員較多時，需要一一復制. 但是，這種參數傳遞方式效率不高，可以使用對象指針或對象引用方式來傳遞函數參數。,-23-,8.7 構造函數,構造函數的作用是在對象被創(chuàng)建時使用特定的值構造對象，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)自動調用。 如果程序中未聲明，則系統(tǒng)自動產生出一個缺省形式的構造函數 允許為內聯函數、重載函數、帶缺省形參值的函數,-24-,8.7 構造函數,class Clock public: Clock (int NewH, int NewM, int NewS);/構造函數 Clock () /缺省構造函數 void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime（ ）; private: int Hour,Minute,Second; ;,-25-,構造函數的實現： Clock:Clock(int H, int M, int S) Hour=H; Minute=M; Second=S; 建立對象時構造函數的作用： void main（ ） Clock c(0,0,0); /隱含調用構造函數，將初始值作為實參。 c.ShowTime（ ）; ,-26-,8.7 構造函數,每個對象區(qū)別于其他對象的地方主要有兩個，外在的區(qū)別就是對象的標識符，即對象的名稱，而內在的區(qū)別就是對象自身的屬性值，即數據成員的值。 在定義一個對象的時候要給它分配存儲空間，也可以同時給它的數據成員賦初值，稱為對象的初始化。 C+程序中的對象初始化工作由一個特殊的成員函數來完成，就是構造函數。 因為不同類型的對象的初始化工作是不一樣的，因此構造函數從屬于某個類的，即每個類都要定義它自己的構造函數，它是類的成員函數。,-27-,定義構造函數的一般形式為： class 類名 public: 類名（形參表）; /構造函數的原型 /類的其它成員 ; 類名:類名（形參表） /構造函數的實現 /函數體 ,8.7 構造函數,-28-,構造函數的特點是： 構造函數的函數名與類名相同；而且沒有返回值。 構造函數一定是公有函數。 作為類的成員函數，構造函數可以直接訪問類的所有數據成員。 在類的內部定義的構造函數是內聯函數。構造函數可以帶默認形參值，也可以重載。,8.7 構造函數,-29-,在聲明類時如果沒有定義類的構造函數，編譯系統(tǒng)就會在編譯時自動生成一個默認形式的構造函數； 默認構造函數是不提供參數的構造函數。,8.7 構造函數,-30-,8.8 析構函數,完成對象被刪除前的一些清理工作。 在對象的生存期結束的時刻系統(tǒng)自動調用它，然后再釋放此對象所屬的空間。 如果程序中未聲明析構函數，編譯器將自動產生一個缺省的析構函數。,-31-,構造函數和析構函數舉例,#include class Point public: Point(int xx,int yy); Point（ ）; /.其它函數原形 private: int X,int Y; ;,-32-,Point:Point(int xx,int yy) X=xx; Y=yy; Point:Point（ ） /.其它函數的實現略,-33-,與構造函數相反，當對象生存期結束時，需要調用析構函數，釋放對象所占的內存空間。 與構造函數一樣，析構函數也是類的一個公有成員函數，它的名稱是在類名前加“”構成，沒有返回值，和構造函數不同的是析構函數不接受任何參數，析構函數是不可重載的。 析構函數是在對象生存期即將結束的時刻由系統(tǒng)自動調用的。如果程序員沒有定義析構函數，系統(tǒng)將自動生成和調用一個默認析構函數。,8.8 析構函數,-34-,拷貝構造函數就是函數的形參是類的對象的引用的構造函數。 通過等于號復制對象時，系統(tǒng)會自動調用拷貝構造函數。 如果程序在類定義時沒有顯式定義拷貝構造函數，系統(tǒng)也會自動生成一個默認的拷貝構造函數，把成員值一一復制。 拷貝構造函數與原來的構造函數實現了函數的重載。,8.9 拷貝構造函數,-35-,以下三種情況系統(tǒng)會自動調用拷貝構造函數： 當用類的一個對象去初始化該類的另一個對象時 如果函數的形參是類的對象，為值傳遞，調用函數時，進行形參和實參結合時 如果函數的返回值是類的對象，函數執(zhí)行完成返回調用者時,8.9 拷貝構造函數,-36-,拷貝構造函數,拷貝構造函數是一種特殊的構造函數，其形參為本類的對象引用。 class 類名 public : 類名（形參）；/構造函數 類名（類名 &對象名）；/拷貝構造函數 . ； 類名: 類名（類名 &對象名）/拷貝構造函數的實現 函數體 ,-37-,例 拷貝構造函數舉例,當用類的一個對象去初始化該類的另一個對象時系統(tǒng)自動調用它實現拷貝賦值。 void main(void) Point A(1,2); Point B(A); /拷貝構造函數被調用 coutB.GetX（ ）endl; ,-38-,拷貝構造函數舉例,若函數的形參為類對象，調用函數時，實參賦值給形參，系統(tǒng)自動調用拷貝構造函數。例如： void fun1(Point p) coutp.GetX（ ）endl; void main（ ） Point A(1,2); fun1(A); /調用拷貝構造函數 ,-39-,拷貝構造函數舉例,當函數的返回值是類對象時，系統(tǒng)自動調用拷貝構造函數。例如： Point fun2（ ） Point A(1,2); return A; /調用拷貝構造函數 void main（ ） Point B; B=fun2（ ）; ,-40-,完成簡單的一一對應的復制的拷貝構造函數稱為淺拷貝。 如果類的數據成員包括指針變量，類的構造函數用new運算符為這個指針動態(tài)申請空間。如果通過淺拷貝進行了對象的復制。最后，在退出運行時，程序會報錯。這時需要用“深拷貝”的方式恰當定義類的拷貝構造函數。 一般來講，如果一個類需要析構函數來釋放資源，則它也需要定義一個顯式拷貝構造函數來實現深拷貝。,8.10 淺拷貝與深拷貝,-41-,靜態(tài)成員,靜態(tài)數據成員 用關鍵字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 類外代碼可以使用類名和作用域操作符來調用靜態(tài)成員函數。 靜態(tài)成員函數只能引用屬于該類的靜態(tài)數據成員或靜態(tài)成員函數。,-42-,8.11.1 靜態(tài)成員數據,靜態(tài)成員數據是類的數據成員的一種特例，采用static關鍵字來聲明。 類的數據成員在類的每一個對象中分別存儲不同的數值，但是靜態(tài)成員數據則不同，它在整個類中只有一個拷貝，由該類的所有對象共同維護和使用，從而實現了同一類的不同對象之間的數據共享。 靜態(tài)數據成員具有靜態(tài)生存期。 在類的聲明中只能聲明靜態(tài)成員數據的存在。由于類的聲明是抽象的，靜態(tài)成員數據的初始化需要在類的外部進行，通過類名對它進行訪問。,-43-,8.11.2 靜態(tài)成員函數,可以通過定義和使用靜態(tài)成員函數來訪問靜態(tài)數據成員。 所謂靜態(tài)成員函數就是使用static關鍵字聲明函數成員。同靜態(tài)數據成員一樣，靜態(tài)成員函數也屬整個類，由同一個類的所有對象共同維護，為這些對象所共享。,-44-,8.11.2 靜態(tài)成員函數,靜態(tài)成員函數作為成員函數，它的訪問屬性可以受到類的嚴格控制。對公有靜態(tài)成員函數，可以通過類名或對象名來調用；而一般的非靜態(tài)公有成員函數只能通過對象名來調用。 靜態(tài)成員函數可以直接訪問該類的靜態(tài)數據成員和函數成員；而訪問非靜態(tài)數據成員，必須通過參數傳遞方式得到對象名，然后通過對象名來訪問。,-45-,8.12 友元,在程序設計中，將數據與操作數據的行為進行有機地結合，這就是封裝。 C+語言提供類實現封裝，類是屬性和操作的結合體，并且在定義類的屬性和操作時，規(guī)定了它們的可見性。 通過封裝將一部分成員作為類與外部的接口，而將其它的成員隱藏起來，以防外界的干擾和誤操作，使程序的不同模塊之間的相互影響減小到最低限度。,-46-,8.12.1 友元函數,友元函數是在類聲明中由關鍵字friend修飾說明的非成員函數，在它的函數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。,-47-,例. 使用友元函數計算兩點距離,#include #include class Point /Point類聲明 public: /外部接口 Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy; int GetX（ ） return X; int GetY（ ） return Y; friend double Distance(Point ,-48-,double Distance( Point ,-49-,8.12.1 友元類,若一個類為另一個類的友元，則此類的所有成員都能訪問對方類的私有成員。 聲明語法：將友元類名在另一個類中使用friend修飾說明。,-50-,友元類舉例,class A friend class B; public: void Display（ ） coutxendl; private: int x; class B public: void Set(int i); void Display（ ）; private: A a; ;,-51-,void B:Set(int i) a.x=i; void B:Display（ ） a.Display（ ）; ,-52-,關于友元類，要注意： 友元關系是不能傳遞的。B類是A類的友元，C類是B類的友元，C類和A類之間，如果沒有聲明，就沒有任何友元關系，不能進行數據共享。 友元關系是單向的。如果聲明B類是A類的友元，B類的成員函數就可以訪問A類的私有和保護數據，但A類的成員函數卻不能訪問B類的私有和保護數據。,8.13 常對象,-54-,8.13 常對象,定義對象時用const進行修飾，稱為常對象，它的數據成員值在對象的整個生存期間內不能被改變。也就是說，常對象在定義時必須進行初始化，而且不能被更新。 使用常量，既實現了數據共享、又可以保證數據不會被改變。,class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; . private: int x,y; ; A const a(3,4); /a是常對象，不能被更新,8.14 常成員,-56-,8.14 常成員,對于類的某個成員函數，使用const關鍵字修飾，稱為常成員函數。常對象只能調用常成員函數，保證常對象的數據成員不能被修改。 使用const說明的數據成員稱為常數據成員。如果在一個類中說明了常數據成員，那么任何函數中都不能對該成員賦值。,常成員函數說明格式： 類型說明符 函數名（參數表）const; 1)const是函數類型的一個組成部分，因此在實現 部分也要帶const關鍵字。 2)const關鍵字可以被用于參與對重載函數的區(qū)分 3)常對象只能調用常成員函數；但是普通對象也可以 調用常成員函數,使用const說明的數據成員。格式如下： const 類型說明符 數據成員名；,-57-,例 常成員函數舉例,#include class R public: R(int r1, int r2)R1=r1;R2=r2; void print（ ）; void print（ ） const; private: int R1,R2; ;,-58-,例 常數據成員舉例,#include class A public: A(int i); void print（ ）; const int,-59-,8.14 常成員,常成員函數的特點： const是函數類型的一個組成部分，在函數實現時也要帶const關鍵字。 常成員函數不能更新對象的數據成員，也不能調用該類中的非常成員函數。 常對象只能調用常成員函數，但是常成員函數也可以被普通對象來調用。 const關鍵字可以被用于參與對重載函數的區(qū)分。,8.15 組合關系,-61-,8.15 組合關系,現實世界中對象與對象之間的整體-部分關系又稱為組合關系。生活中有很多這方面的實例。例如，一輛汽車由四個車輪、一個方向盤和一個發(fā)動機等部件組成，一個桌子有一個桌面和四個桌腿組成。那么，汽車對象和車輪對象、方向盤對象以及發(fā)動機對象之間就構成了組合關系，桌子對象和桌面對象以及桌腿對象之間也構成了組合關系。,-62-,8.15 組合關系,-63-,8.15 組合關系,#include using namespace std; class Tyre / 輪胎類Tyre的定義 public: Tyre() cout“Constructing one Tyre.“endl; private: float maxSpeed; / 最大速度 int loadIndex; / 載重指數 float diameter; / 直徑 char spec20; / 規(guī)格 char company20; / 生產廠家 ;,-64-,8.15 組合關系,class SteeringWheel / 方向盤類SteeringWheel的定義 public: SteeringWheel() cout“Constructing one SteeringWheel.“endl; private: int color; / 顏色 char material20; / 材質 char type10; / 類型 char company20; / 生產廠家 ;,-65-,8.15 組合關系,class Motor / 發(fā)動機類Motor的定義 public: Motor() cout“Constructing one Motor.“endl; private: float gasDischarge; / 排氣量 float oilConsume; / 耗油量 float power; / 功率 float zip; / 壓縮比 char company20; / 生產廠家 ;,-