第三講C++類與對象

類與對象C++語言程序設(shè)計2主要內(nèi)容面向?qū)ο蟮乃枷隣OP的基本特點類概念和聲明對象構(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面向過程的設(shè)計方法重點:如何實現(xiàn)的細節(jié)和過程，將數(shù)據(jù)與函數(shù)分開。形式：主模塊+若干個子模塊（main()+子函數(shù)）。特點：自頂向下，逐步求精——功能分解。缺點：效率低，程序的可重用性差。面向?qū)ο蟮乃枷?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?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6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7抽象實例——鐘表類classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};OOP的基本特點8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9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。目的是曾強安全性和簡化編程，使用者不必了解具體的實現(xiàn)細節(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10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11繼承與派生是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12多態(tài)性多態(tài)：同一名稱，不同的功能實現(xiàn)方式。目的：達到行為標識統(tǒng)一，減少程序中標識符的個數(shù)。實現(xiàn)：重載函數(shù)和虛函數(shù)OOP的基本特點13c++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雜程序，其模塊化程度比C中采用函數(shù)更高。類和對象14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15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)都可以訪問公有類型數(shù)據(jù)和函數(shù)。類和對象16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17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18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)voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime(){cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second;}1920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21成員函數(shù)在類中說明原型，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)和帶默認形參值的函數(shù)類和對象22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23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24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inlinevoidPoint::

Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}2526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27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28例1-1類的應(yīng)用舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classClock{......//類的聲明略}//......類的實現(xiàn)略intmain(){ClockmyClock;

myClock.SetTime(8,30,30);

myClock.ShowTime();}類和對象29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)、帶默認形參值的函數(shù)構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)30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：intmain(){

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();}3132拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，其形參為本類的對象引用。class類名{public:

類名（形參）；//構(gòu)造函數(shù)類名（類名&對象名）；//拷貝構(gòu)造函數(shù)

...}；類名::類（類名&對象名）//拷貝構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn){函數(shù)體}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)33拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)classPoint{public:Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;}

Point(Point&p);intGetX(){returnX;}intGetY(){returnY;}private:intX,Y;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)Point::Point(Point&p){X=p.X;Y=p.Y;cout<<"拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl;}3435拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)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(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)拷貝賦值。intmain(){PointA(1,2);PointB(A);//拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用

cout<<B.GetX()<<endl;}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)36拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)若函數(shù)的形參為類對象，調(diào)用函數(shù)時，實參賦值給形參，系統(tǒng)自動調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如：voidfun1(Pointp){cout<<p.GetX()<<endl;}intmain(){PointA(1,2);fun1(A);//調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)37拷貝構(gòu)造函數(shù)(例1-2)當函數(shù)的返回值是類對象時，系統(tǒng)自動調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如：Pointfun2(){PointA(1,2);returnA;//調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)}intmain(){PointB;B=fun2();}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)38默認的拷貝構(gòu)造函數(shù)如果程序員沒有為類聲明拷貝初始化構(gòu)造函數(shù)，則編譯器自己生成一個默認的拷貝構(gòu)造函數(shù)。這個構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的功能是：用作為初始值的對象的每個數(shù)據(jù)成員的值，初始化將要建立的對象的對應(yīng)數(shù)據(jù)成員。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)39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)生一個默認的析構(gòu)函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)40構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classPoint{public:Point(intxx,intyy);~Point();//...其他函數(shù)原型

private:intX,intY;};構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)Point::Point(intxx,intyy){X=xx;Y=yy;}Point::~Point(){}//...其他函數(shù)的實現(xiàn)略4142組合的概念類中的成員數(shù)據(jù)是另一個類的對象?？梢栽谝延谐橄蟮幕A(chǔ)上實現(xiàn)更復雜的抽象。類的組合43舉例classPoint{private:floatx,y;//點的坐標

public:Point(floath,floatv);//構(gòu)造函數(shù)

floatGetX(void);//取X坐標

floatGetY(void);//取Y坐標

voidDraw(void);//在(x,y)處畫點};//...函數(shù)的實現(xiàn)略類的組合classLine{private:Pointp1,p2;//線段的兩個端點

public:Line(Pointa,Pointb);//構(gòu)造函數(shù)

VoidDraw(void);//畫出線段};//...函數(shù)的實現(xiàn)略4445類組合的構(gòu)造函數(shù)設(shè)計原則：不僅要負責對本類中的基本類型成員數(shù)據(jù)賦初值，也要對對象成員初始化。聲明形式：類名::類名(對象成員所需的形參，本類成員形參):對象1(參數(shù))，對象2(參數(shù))，......{本類初始化}類的組合46類組合的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)調(diào)用順序：先調(diào)用內(nèi)嵌對象的構(gòu)造函數(shù)（按內(nèi)嵌時的聲明順序，先聲明者先構(gòu)造）。然后調(diào)用本類的構(gòu)造函數(shù)。（析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序相反）若調(diào)用默認構(gòu)造函數(shù)（即無形參的），則內(nèi)嵌對象的初始化也將調(diào)用相應(yīng)的默認構(gòu)造函數(shù)。類的組合47類的組合舉例（二）classPart//部件類{

public:Part();Part(inti);~Part();voidPrint();private:intval;};類的組合classWhole{public:Whole();Whole(inti,intj,intk);~Whole();voidPrint();private:Partone;Parttwo;intdate;};48Whole::Whole(){date=0;}Whole::Whole(inti,intj,intk):two(i),one(j),date(k){}//...其他函數(shù)的實現(xiàn)略4950前向引用聲明類應(yīng)該先聲明，后使用如果需要在某個類的聲明之前，引用該類，則應(yīng)進行前向引用聲明。前向引用聲明只為程序引入一個標識符，但具體聲明在其他地方。類的組合51前向引用聲明舉例classB;//前向引用聲明classA{public:voidf(Bb);};classB{public:voidg(Aa);};類的組合52UML簡介UML語言是一種可視化的的面向?qū)ο蠼ＵZ言。UML有三個基本的部分事物（Things）

UML中重要的組成部分，在模型中屬于最靜態(tài)的部分，代表概念上的或物理上的元素關(guān)系（Relationships）

關(guān)系把事物緊密聯(lián)系在一起圖（Diagrams）

圖是很多有相互相關(guān)的事物的組UML圖形標識53UML中有4種類型的事物結(jié)構(gòu)事物（Structuralthings）動作事物（Behavioralthings）分組事物（Groupingthings）注釋事物（Annotationalthings）UML圖形標識54UML中的關(guān)系依賴（Dependencies）關(guān)聯(lián)（Association）泛化（Generalization）實現(xiàn)（Realization）UML圖形標識55UML中的9種圖類圖（Classdiagram）對象圖（Objectdiagram）用例圖（Usecasediagram）順序圖（Sequencediagram）協(xié)作圖（Collaborationdiagram）狀態(tài)圖（Statechartdiagram）活動圖（Activitydiagram）組件圖（Com