第四章 類與對(duì)象

第四章類與對(duì)象1第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三本章主要內(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2第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三回顧：面向過程的設(shè)計(jì)方法重點(diǎn):如何實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)過程，將數(shù)據(jù)與操作（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?第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三面向?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)來描述模仿并處理現(xiàn)實(shí)問題。特點(diǎn)：高度概括、分類、和抽象。面向?qū)ο蟮乃枷?第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三抽象抽象是對(duì)具體對(duì)象（問題）進(jìn)行概括，抽出這一類對(duì)象的公共性質(zhì)并加以描述的過程。先注意問題的本質(zhì)及描述，其次是實(shí)現(xiàn)過程或細(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)：通過類的定義。OOP的基本特點(diǎn)5第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三抽象實(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)6第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三抽象實(shí)例——鐘表類classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,

intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};OOP的基本特點(diǎn)7第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三抽象實(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)8第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三封裝將抽象出的數(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)，而只需要通過外部接口，以特定的訪問權(quán)限，來使用類的成員。實(shí)現(xiàn)封裝：類聲明中的{}OOP的基本特點(diǎn)9第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三封裝實(shí)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(diǎn)外部接口10第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三繼承與派生是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)行更具體的說明。實(shí)現(xiàn)：聲明派生類——第七章OOP的基本特點(diǎn)11第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三多態(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)12第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三c++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13第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三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(hù)型成員}類和對(duì)象14第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三公有類型成員在關(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(duì)象15第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三私有類型成員在關(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(duì)象16第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三保護(hù)類型與private類似，其差別表現(xiàn)在繼承與派生時(shí)對(duì)派生類的影響不同，第七章講。類和對(duì)象17第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三類的成員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)18第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,

intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime(){cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second;}19第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三成員數(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(duì)象20第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三成員函數(shù)在類中說明原形，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21第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三內(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(duì)象22第22頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三內(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23第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三內(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24第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三inlinevoidPoint::

Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}25第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三對(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26第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三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(duì)象名.成員名”方式訪問

public

屬性的成員類和對(duì)象27第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三例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28第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三構(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)29第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三構(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)30第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三構(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();}31第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三拷貝構(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(duì)象引用。class類名{public:類名（形參）；//構(gòu)造函數(shù)類名（類名&對(duì)象名）；//拷貝構(gòu)造函數(shù)...}；類名::類名（類名&對(duì)象名）//拷貝構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn){函數(shù)體}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)32第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三例4-2拷貝構(gòu)造函數(shù)舉例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)33第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三Point::Point(Point&p){X=p.X;Y=p.Y;cout<<"拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"<<endl;}34第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三例4-2拷貝構(gòu)造函數(shù)舉例當(dāng)用類的一個(gè)對(duì)象去初始化該類的另一個(gè)對(duì)象時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)實(shí)現(xiàn)拷貝賦值。voidmain(void){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)35第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三例4-2拷貝構(gòu)造函數(shù)舉例若函數(shù)的形參為類對(duì)象，調(diào)用函數(shù)時(shí)，實(shí)參賦值給形參，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。例如：voidfun1(Pointp){cout<<p.GetX()<<endl;}voidmain(){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)36第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三拷貝構(gòu)造函數(shù)(例4-2)當(dāng)函數(shù)的返回值是類對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)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)}voidmain(){PointB;B=fun2();}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)37第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三拷貝構(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(gè)隱含的拷貝構(gòu)造函數(shù)。這個(gè)構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的功能是：用作為初始值的對(duì)象的每個(gè)數(shù)據(jù)成員的值，初始化將要建立的對(duì)象的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)成員。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)38第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三析構(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)默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)39第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三構(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)40第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三Point::Point(intxx,intyy){X=xx;Y=yy;}Point::~Point(){}//...其它函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略41第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三類的應(yīng)用舉例：circle類(例4-3)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(jià)格為35元/米，過道造價(jià)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(jì)算并輸出過道和柵欄的造價(jià)。游泳池過道42第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三#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(zhǎng)

floatArea()const;//圓面積};43第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三//類的實(shí)現(xiàn)//構(gòu)造函數(shù)初始化數(shù)據(jù)成員radiusCircle::Circle(floatr){radius=r}//計(jì)算圓的周長(zhǎng)floatCircle::Circumference()const{return2*PI*radius;}

//計(jì)算圓的面積floatCircle::Area()const{returnPI*radius*radius;}44第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三voidmain(){floatradius;floatFenceCost,ConcreteCost;

//提示用戶輸入半徑

cout<<"Entertheradiusofthepool:";cin>>radius;//聲明Circle對(duì)象

CirclePool(radius);CirclePoolRim(radius+3);45第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三//計(jì)算柵欄造價(jià)并輸出

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

//計(jì)算過道造價(jià)并輸出

ConcreteCost=(PoolRim.Area()-Pool.Area())*ConcretePrice;cout<<"ConcreteCostis￥"<<ConcreteCost<<endl;}運(yùn)行結(jié)果Entertheradiusofthepool:10FencingCostis￥2858.85ConcreteCostis￥4335.3946第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三組合的概念類中的成員數(shù)據(jù)是另一個(gè)類的對(duì)象。在已有的抽象的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的抽象。類的組合47第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三舉例classPoint{private:floatx,y;//點(diǎn)的坐標(biāo)

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

floatGetX(void);//取X坐標(biāo)

floatGetY(void);//取Y坐標(biāo)

voidDraw(void);//在(x,y)處畫點(diǎn)};//...函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略類的組合48第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三classLine{private:Pointp1,p2;//線段的兩個(gè)端點(diǎn)public:Line(Pointa,Pointb);//構(gòu)造函數(shù)VoidDraw(void);//畫出線段};//...函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略49第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三類組合的構(gòu)造函數(shù)設(shè)計(jì)原則：不僅要負(fù)責(zé)對(duì)本類中的基本類型成員數(shù)據(jù)賦初值，也要對(duì)對(duì)象成員初始化。聲明形式：類名::類名(對(duì)象成員所需的形參，本類成員形參)

：對(duì)象1(參數(shù))，對(duì)象2(參數(shù))，......{本類初始化}類的組合50第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三類組合的構(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(duì)象的構(gòu)造函數(shù)（按內(nèi)嵌時(shí)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(rèn)構(gòu)造函數(shù)（即無形參的），則內(nèi)嵌對(duì)象的初始化也將調(diào)用相應(yīng)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。類的組合51第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三類的組合舉例（二）classPart//部件類{

public:Part();Part(inti);~Part();voidPrint();private:intval;};類的組合52第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三classWhole{public:Whole();Whole(inti,intj,intk);~Whole();voidPrint();private:Partone;Parttwo;intdate;};53第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三Whole::Whole(){date=0;}Whole::Whole(inti,intj,intk):two(i),one(j),date(k){}//...其它函數(shù)的實(shí)現(xiàn)略54第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三前向引用聲明類應(yīng)該先聲明，后使用如果需要在某個(gè)類的聲明之前，引用該類，則應(yīng)進(jìn)行前向引用聲明。前向引用聲明只為程序引入一個(gè)標(biāo)識(shí)符，但具體聲明在其它地方。類的組合55第55頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三前向引用聲明舉例classB;//前向引用聲明classA{public:voidf(Bb);};classB{public:voidg(Aa);};類的組合56第56頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三前向引用聲明注意事項(xiàng)需要注意：盡管使用了前向引用聲明，但是在提供一個(gè)完整的類聲明之前，不能聲明該類的對(duì)象，也不能在內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)中使用該類的對(duì)象。

classFred; //前向引用聲明classBarney{

Fredx; //錯(cuò)誤：類Fred尚沒實(shí)現(xiàn)

};classFred{Barneyy;};類的組合57第57頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三前向引用聲明注意事項(xiàng)classFred; //前向引用聲明

classBarney{public:voidmethod(){

x->yabbaDabbaDo(); //錯(cuò)誤：Fred類的對(duì)象在定義之前被使用

}private:Fred&x;//正確，經(jīng)過前向引用聲明，可以聲明Fred類的對(duì)象指針

};

classFred{public:voidyabbaDab