C語言程序設計清華大學鄭莉課件

1、第五章 C+程序的結構C+語言程序設計C語言程序設計清華大學鄭莉2本章主要內容作用域與可見性對象的生存期數(shù)據(jù)與函數(shù)靜態(tài)成員共享數(shù)據(jù)的保護友元編譯預處理命令多文件結構和工程C語言程序設計清華大學鄭莉3函數(shù)原形的作用域函數(shù)原型中的參數(shù)，其作用域始于(，結束于)。例如，設有下列原型聲明：double Area(double radius);radius 的作用域僅在于此，不能用于程序正文其他地方，因而可有可無。作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉4塊作用域在塊中聲明的標識符，其作用域自聲明處起，限于塊中，例如：void fun(int a) int b(a); cinb; if (b0) int

2、 c; . c的作用域b的作用域作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉5類作用域類作用域作用于特定的成員名。類X的成員M具有類作用域，對M的訪問方式如下： 如果在X的成員函數(shù)中沒有聲明同名的局部作用域標識符，那么在該函數(shù)內可以訪問成員M。通過表達式x.M或者X:M訪問。通過表達式prt-M作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉6文件作用域不在前述各個作用域中出現(xiàn)的聲明，具有文件作用域，這樣聲明的標識符的作用域開始于聲明點，結束于文件尾。作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉7可見性可見性是從對標識符的引用的角度來談的概念可見性表示從內層作用域向外層作用域“看”時能看見什么。如果標識在某處

3、可見，則就可以在該處引用此標識符。塊作用域類作用域文件作用域作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉8可見性標識符應聲明在先，引用在后。如果某個標識符在外層中聲明，且在內層中沒有同一標識符的聲明，則該標識符在內層可見。對于兩個嵌套的作用域，如果在內層作用域內聲明了與外層作用域中同名的標識符，則外層作用域的標識符在內層不可見。作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉9同一作用域中的同名標識符在同一作用域內的對象名、函數(shù)名、枚舉常量名會隱藏同名的類名或枚舉類型名。重載的函數(shù)可以有相同的函數(shù)名。作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉10#includeint i; /文件作用域int main()

4、 i=5; int i; /塊作用域 i=7; couti=iendl; /輸出7 couti=i; /輸出5 return 0;例 5.1作用域與可見性C語言程序設計清華大學鄭莉11對象的生存期對象從產(chǎn)生到結束的這段時間就是它的生存期。在對象生存期內，對象將保持它的值，直到被更新為止。C語言程序設計清華大學鄭莉12靜態(tài)生存期這種生存期與程序的運行期相同。在文件作用域中聲明的對象具有這種生存期。在函數(shù)內部聲明靜態(tài)生存期對象，要冠以關鍵字static 。對象的生存期C語言程序設計清華大學鄭莉13#includeint i=5; /文件作用域int main() couti=iendl; retu

5、rn 0;i具有靜態(tài)生存期例對象的生存期C語言程序設計清華大學鄭莉14動態(tài)生存期塊作用域中聲明的，沒有用static修是的對象是動態(tài)生存期的對象（習慣稱局部生存期對象）。開始于程序執(zhí)行到聲明點時，結束于命名該標識符的作用域結束處。對象的生存期C語言程序設計清華大學鄭莉15#includevoid fun();int main() fun(); fun();void fun() static int a=1; int i=5; a+; i+; couti=i,a=aendl;例運行結果：i=6, a=2i=6, a=3i是動態(tài)生存期a是靜態(tài)生存期對象的生存期C語言程序設計清華大學鄭莉16例5-2

6、 變量的生存期與可見性#includeint i=1; / i 為全局變量，具有靜態(tài)生存期。int main() static int a;/ 靜態(tài)局部變量，有全局壽命，局部可見。 int b=-10; / b, c為局部變量，具有動態(tài)生存期。 int c=0; void other(void); cout-MAIN-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; c=c+8; other(); cout-MAIN-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; i=i+10; other(); 對象的生存期void other(void) static i

7、nt a=2; static int b; / a,b為靜態(tài)局部變量，具有全局壽命，局部可見。 /只第一次進入函數(shù)時被初始化。 int c=10; / C為局部變量，具有動態(tài)生存期， /每次進入函數(shù)時都初始化。 a=a+2; i=i+32; c=c+5; cout-OTHER-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; b=a;17運行結果：-MAIN- i: 1 a: 0 b: -10 c: 0-OTHER- i: 33 a: 4 b: 0 c: 15-MAIN- i: 33 a: 0 b: -10 c: 8-OTHER- i: 75 a: 6 b: 4 c: 1518

8、C語言程序設計清華大學鄭莉19例5-3具有靜態(tài)、動態(tài)生存期對象的時鐘程序#includeclass Clock /時鐘類聲明public:/外部接口Clock();void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); /三個形參均具有函數(shù)原型作用域void ShowTime();Clock()private:/私有數(shù)據(jù)成員int Hour,Minute,Second;對象的生存期/時鐘類成員函數(shù)實現(xiàn)Clock:Clock() /構造函數(shù) Hour=0;Minute=0;Second=0;void Clock:SetTime(int NewH,int NewM,

9、int NewS) Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;void Clock:ShowTime() coutHour:Minute:Secondendl;20Clock globClock;/聲明對象globClock， /具有靜態(tài)生存期，文件作用域int main()/主函數(shù)coutFirst time output:endl;/引用具有文件作用域的對象：globClock.ShowTime();/對象的成員函數(shù)具有類作用域globClock.SetTime(8,30,30);Clock myClock(globClock); /聲明具有塊作用域的對象myCl

10、ockcoutSecond time output:endl;myClock.ShowTime();/引用具有塊作用域的對象21程序的運行結果為：First time output:0:0:0Second time output:8:30:3022C語言程序設計清華大學鄭莉23數(shù)據(jù)與函數(shù)數(shù)據(jù)存儲在局部對象中，通過參數(shù)傳遞實現(xiàn)共享函數(shù)間的參數(shù)傳遞。數(shù)據(jù)存儲在全局對象中。將數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)的函數(shù)封裝在類中。數(shù)據(jù)與函數(shù)C語言程序設計清華大學鄭莉24使用全局對象#includeint global;void f() global=5;void g() coutglobalendl;int main()

11、f(); g(); /輸出“5” return 0;數(shù)據(jù)與函數(shù)C語言程序設計清華大學鄭莉25將函數(shù)與數(shù)據(jù)封裝#includeclass Application public: void f();void g(); private: int global;void Application:f() global=5;void Application:g()coutglobalendl;int main() Application MyApp; MyApp.f(); MyApp.g(); return 0;數(shù)據(jù)與函數(shù)C語言程序設計清華大學鄭莉26靜態(tài)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員用關鍵字static聲明該類的所有

12、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用靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)只能直接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C語言程序設計清華大學鄭莉27例5-4 具有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的 Point類#include using namespace std;class Pointpublic:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx; Y=yy; countP+; Point(Point &p);int GetX()return X;int GetY()return Y;void Ge

13、tC()cout Object id=countPendl; private:int X,Y;static int countP;靜態(tài)成員Point:Point(Point &p) X=p.X;Y=p.Y;countP+;int Point:countP=0; int main() Point A(4,5);coutPoint A,A.GetX(),A.GetY();A.GetC();Point B(A);coutPoint B,B.GetX(),B.GetY();B.GetC();28C語言程序設計清華大學鄭莉29靜態(tài)成員函數(shù)舉例#includeclass Application p

14、ublic: static void f(); static void g(); private: static int global;int Application:global=0;void Application:f() global=5;void Application:g()coutglobalendl;int main() Application:f(); Application:g(); return 0;靜態(tài)成員C語言程序設計清華大學鄭莉30靜態(tài)成員函數(shù)舉例class A public: static void f(A a); private: int x;void A:f(A

15、 a) coutx; /對x的引用是錯誤的 couta.x; /正確靜態(tài)成員C語言程序設計清華大學鄭莉31具有靜態(tài)數(shù)據(jù)、函數(shù)成員的 Point類#include class Point /Point類聲明public:/外部接口Point(int xx=0,int yy=0)X=xx;Y=yy;countP+;Point(Point &p);/拷貝構造函數(shù)int GetX() return X;int GetY() return Y;static void GetC() cout Object id=countPendl;private: /私有數(shù)據(jù)成員int X,Y;static i

16、nt countP;靜態(tài)成員Point:Point(Point &p) X=p.X;Y=p.Y;countP+;int Point:countP=0;int main()/主函數(shù)實現(xiàn) Point A(4,5);/聲明對象AcoutPoint A,A.GetX(),A.GetY();A.GetC();/輸出對象號，對象名引用Point B(A);/聲明對象BcoutPoint B,B.GetX(),B.GetY();Point:GetC(); /輸出對象號，類名引用32C語言程序設計清華大學鄭莉33友元友元是C+提供的一種破壞數(shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)隱藏的機制。通過將一個模塊聲明為另一個模塊的友元

17、，一個模塊能夠引用到另一個模塊中本是被隱藏的信息?？梢允褂糜言瘮?shù)和友元類。為了確保數(shù)據(jù)的完整性，及數(shù)據(jù)封裝與隱藏的原則，建議盡量不使用或少使用友元。 友 元C語言程序設計清華大學鄭莉34友元函數(shù)友元函數(shù)是在類聲明中由關鍵字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C語言程序設計清華大學鄭莉35例5-6 使用友元函數(shù)計算兩點距離#include #include class Point /Point類聲明 public:/外部接

18、口Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy;int GetX() return X;int GetY() return Y;friend float Distance(Point &a, Point &b); private:/私有數(shù)據(jù)成員int X,Y; 友 元double Distance( Point& a, Point& b) double dx=a.X-b.X; double dy=a.Y-b.Y; return sqrt(dx*dx+dy*dy);int main() Point p1(3.0, 5.0), p2(4.0

19、, 6.0); double d=Distance(p1, p2); coutThe distance is dendl; return 0;36C語言程序設計清華大學鄭莉37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。 友 元C語言程序設計清華大學鄭莉38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();

20、private: A a; 友 元void B:Set(int i) a.x=i;void B:Display() a.Display();39C語言程序設計清華大學鄭莉40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(shù)就可以訪問A類的私有和保護數(shù)據(jù)，但A類的成員函數(shù)卻不能訪問B類的私有、保護數(shù)據(jù)。C語言程序設計清華大學鄭莉41常類型 常類型的對象必須進行初始化，而且不能被更新。常引用：被引用的對象不能被更新。const 類型說明符 &引用名常對象：必須進行初始化,不能被更新。類名 const 對象名常數(shù)組：數(shù)組元素不能被更新(下一章介紹)。類型說明符 const 數(shù)組名大小

21、.常指針：指向常量的指針(下一章介紹)。 共享數(shù)據(jù)的保護C語言程序設計清華大學鄭莉42例5-7常引用作形參#includevoid display(const double& r);int main() double d(9.5); display(d); return 0;void display(const double& r)/常引用作形參，在函數(shù)中不能更新 r所引用的對象。 coutrendl; 共享數(shù)據(jù)的保護C語言程序設計清華大學鄭莉43常對象舉例class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; . private: int x,y;A

22、 const a(3,4); /a是常對象，不能被更新 共享數(shù)據(jù)的保護C語言程序設計清華大學鄭莉44用const修飾的對象成員常成員函數(shù)使用const關鍵字說明的函數(shù)。常成員函數(shù)不更新對象的數(shù)據(jù)成員。常成員函數(shù)說明格式：類型說明符 函數(shù)名（參數(shù)表）const;這里，const是函數(shù)類型的一個組成部分，因此在實現(xiàn)部分也要帶const關鍵字。const關鍵字可以被用于參與對重載函數(shù)的區(qū)分通過常對象只能調用它的常成員函數(shù)。常數(shù)據(jù)成員使用const說明的數(shù)據(jù)成員。 共享數(shù)據(jù)的保護C語言程序設計清華大學鄭莉45例5-8 常成員函數(shù)舉例#includeclass R public: R(int r1, i

23、nt r2)R1=r1;R2=r2; void print(); void print() const; private: int R1,R2; 共享數(shù)據(jù)的保護void R:print() coutR1:R2endl;void R:print() const coutR1;R2endl;int main() R a(5,4); a.print(); /調用void print() const R b(20,52); b.print(); /調用void print() const46C語言程序設計清華大學鄭莉47例5-9 常數(shù)據(jù)成員舉例#includeclass Apublic:A(int i

24、);void print();const int& r;private:const int a;static const int b; /靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員; 共享數(shù)據(jù)的保護const int A:b=10; A:A(int i):a(i),r(a) /？void A:print() couta:b:rendl; int main()/*建立對象a和b，并以100和0作為初值，分別調用構造函數(shù)，通過構造函數(shù)的初始化列表給對象的常數(shù)據(jù)成員賦初值*/ A a1(100),a2(0); a1.print(); a2.print();48C語言程序設計清華大學鄭莉49編譯預處理命令#include 包含指令將一個源文件嵌入到當前源文件中該點處。#include 按標準方式搜索，文件位于C+系統(tǒng)目錄的include子目錄下#include文件名首先在當前目錄中搜索，若沒有，再按標準方式搜索。#define 宏定義指令定義符號常量，很多情況下已被const定義語句取代。定義帶參數(shù)宏，已被內聯(lián)函數(shù)取代。#undef刪除由#define定義的宏，使之不再起作用。C語言程序設計清華大學鄭莉50條件編譯指令 #if 和 #endif#if 常量表達式 /當“ 常量表達式”非零時編譯 程序正文 #endif. 編譯預處理命令C語言程序設計清華大學