面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)第五章

面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)第五章第1頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四程序、軟件中存在大量的實(shí)體對(duì)象如何解決由此產(chǎn)生數(shù)據(jù)訪問控制問題：如作用域；對(duì)象的生命周期；數(shù)據(jù)共享等等提出問題：第2頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四本章主要內(nèi)容作用域與可見性對(duì)象的生存期數(shù)據(jù)與函數(shù)靜態(tài)成員友元共享數(shù)據(jù)的保護(hù)編譯預(yù)處理命令多文件結(jié)構(gòu)和工程數(shù)據(jù)訪問數(shù)據(jù)共享程序組織第3頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

數(shù)據(jù)訪問－作用域作用域與可見性的含義。作用域：指標(biāo)示符在源文件中的有效作用范圍可見性：指標(biāo)識(shí)符是否可以引用的問題。

作用域分類函數(shù)原型作用域塊作用域：搞清塊的含義，塊是由{}界定的相對(duì)獨(dú)立一段程序空間類作用域：文件作用域：聯(lián)系與區(qū)別第4頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－可見性可見性是從對(duì)標(biāo)識(shí)符的引用的角度來談的概念可見性表示從內(nèi)層作用域向外層作用域“看”時(shí)能看見什么。如果標(biāo)識(shí)在某處可見，則就可以在該處引用此標(biāo)識(shí)符。第5頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－可見性注意：標(biāo)識(shí)符應(yīng)聲明在先，引用在后。在同一作用域中，不能聲明同名的標(biāo)識(shí)符。如果某個(gè)標(biāo)識(shí)符在外層中聲明，且在內(nèi)層中沒有同一標(biāo)識(shí)符的聲明，則該標(biāo)識(shí)符在內(nèi)層可見。對(duì)于兩個(gè)嵌套的作用域，如在內(nèi)層作用域內(nèi)聲明了與外層作用域中同名的標(biāo)識(shí)符，則外層作用域的標(biāo)識(shí)符在內(nèi)層不可見。強(qiáng)龍不壓地頭蛇原則第6頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四#include<iostream.h>inti;//文件作用域intmain（）{i=5;{inti;//塊作用域

i=7;cout<<"i="<<i<<endl;//輸出7}

cout<<"i="<<i;//輸出5

return0;}例5.1返回第7頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四函數(shù)原形的作用域函數(shù)原型中的參數(shù)，其作用域始于

"("，結(jié)束于")"。例如，設(shè)有下列原型聲明：doubleArea(doubleradius);doubleArea(double);radius的作用域僅在于此，不能用于程序正文其它地方，因而可有可無。doublearea(doubler){return3.14*r*r;}返回與聲明部分的名稱可以不同第8頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四塊作用域在塊中聲明的標(biāo)識(shí)符，其作用域自聲明處起，限于塊中，例如：voidfun(inta){intb(a);cin>>b;if(b>0){staticintc;......}}c的作用域b的作用域什么是塊：簡(jiǎn)言之，{……}返回注意：塊內(nèi)定義的靜態(tài)變量，具有”文件作用域”第9頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四類作用域類作用域作用于特定的成員名，類及其對(duì)象有特殊的訪問和作用域規(guī)則設(shè)類X，X的對(duì)象x，成員M，X的函數(shù)成員f如f沒有新定義同名標(biāo)識(shí)符M，則在f可以訪問M可以這樣訪問：

X::M（大寫x）;x.M（小寫x）

ptr->M(ptr為指向?qū)ο髕的指針)下頁(yè)例子第10頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四類作用域classA{public:intb;Staticvoidprt(){Cout<<“test”;Cout<<“b=“<<b<<<endl;…}}可以這樣訪問Aa;a.b＝5；a.prt();A::prt();//如果staticprt()則正確可以的

Aa;a::prt();A.b=12；?返回第11頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四文件作用域在main()之外，且不在前三者作用域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)具有文件作用域inti,j;……voidmain(){……}請(qǐng)看下頁(yè)第12頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四準(zhǔn)確理解作用域整體視圖P123塊作用域類作用域文件作用域問題：1.這種包含關(guān)系什么時(shí)候成立？

2.類作用域一定包含塊作用域嗎？例？返回第13頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四main(){……{classpart_cla{public:inta;…voidprt(){…}};}{part_clapc;//出錯(cuò)！此時(shí)類的作用域不包含塊作用域}}返回第14頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－對(duì)象的生存期對(duì)象從產(chǎn)生到結(jié)束的這段時(shí)間就是它的生存期。在對(duì)象生存期內(nèi)，對(duì)象將保持它的值，直到被更新為止。P124靜態(tài)生存期動(dòng)態(tài)生存期返回第15頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四靜態(tài)生存期定義：生存期與程序的運(yùn)行期相同，稱為靜態(tài)生存期在文件作用域中聲明的對(duì)象具有這種生存期。在函數(shù)內(nèi)部聲明靜態(tài)生存期對(duì)象，用關(guān)鍵字static聲明的對(duì)象。兩種靜態(tài)生存期示例第16頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四#include<iostream.h>inti=5;//文件作用域voidout();voidmain(){cout<<"i="<<i<<endl; out(); out();}voidout(){staticct;++ct;cout<<"ct="<<ct<<endl;}注意：i,ct具有靜態(tài)生存期例:返回第17頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四動(dòng)態(tài)生存期定義：塊作用域中聲明的對(duì)象是動(dòng)態(tài)生存期的對(duì)象（習(xí)慣稱局部生存期對(duì)象）。開始于程序執(zhí)行到聲明點(diǎn)時(shí)，結(jié)束于命名該標(biāo)識(shí)符的作用域結(jié)束處。示例什么是作用域？第18頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四#include<iostream.h>voidfun（）;voidmain（）{fun（）;fun（）;}voidfun（）{staticinta=1;inti=5;a++;i++;cout<<"i="<<i<<",a="<<a<<endl;}運(yùn)行結(jié)果：i=6,a=2i=6,a=3i是動(dòng)態(tài)生存期a是靜態(tài)生存期例第19頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注意：靜態(tài)生存期與程序的生成期相同，一經(jīng)創(chuàng)建，便貫穿始終。

靜態(tài)生存期有局部和全局兩種定義方式動(dòng)態(tài)生存期指臨時(shí)創(chuàng)建，臨時(shí)使用，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配變量的生存期與可見性的討論可見一定生存，但生存未必可見返回聯(lián)系作用域第20頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－數(shù)據(jù)與函數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在局部對(duì)象中，通過參數(shù)傳遞實(shí)現(xiàn)共享——函數(shù)間的參數(shù)傳遞。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在全局對(duì)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)、代碼結(jié)合方式三種基本方式第21頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四voidfunc1(intx){inty;y=x…(1)…intxvoidmain(){……}classA{public:intx;…private:…}(2)返回(3)第22頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－靜態(tài)成員為了解決同類中不同對(duì)象的間的數(shù)據(jù)、函數(shù)(代碼)共享問題。靜態(tài)成員的提出：包括靜態(tài)數(shù)據(jù)成員靜態(tài)函數(shù)成員如何定義第23頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－靜態(tài)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員用關(guān)鍵字static聲明同類的所有對(duì)象維護(hù)該成員的同一個(gè)拷貝必須在類外定義和初始化，用::域運(yùn)算符來指明所屬的類。靜態(tài)函數(shù)成員第24頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)訪問－靜態(tài)成員靜態(tài)函數(shù)成員用關(guān)鍵字static聲明類外代碼可以使用類名和域操作符來調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)只能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)。訪問非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，必須通過本類的對(duì)象來實(shí)現(xiàn)。為什么？下頁(yè)例子第25頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例子：classa{public:staticintx;staticprt(){cout<<“x=“<<x;};inta::x=0;//對(duì)靜態(tài)成員初始化main(){aa1；a::x=12;a::prt();…a1.x=15;a1.prt();}通過類訪問靜態(tài)成員通過對(duì)象訪問靜態(tài)成員第26頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注意：靜態(tài)數(shù)據(jù)成員要在文件作用域中使用類名做限制性初始化。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的訪問方式：

類名::靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或?qū)ο竺?靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

(與書上的敘述相悖)靜態(tài)函數(shù)成員的訪問方式：

類名::靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或?qū)ο竺?靜態(tài)函數(shù)數(shù)成員

第27頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注意：靜態(tài)函數(shù)成員的訪問對(duì)象：

靜態(tài)數(shù)據(jù)成員、靜態(tài)函數(shù)成員不能訪問非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員靜態(tài)成員函數(shù)可以直接通過類名::函數(shù)名的方式訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，對(duì)非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只能通過對(duì)象名來訪問。參考教材P132你明白嗎？看實(shí)例下頁(yè)例子第28頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四ClassA{Public:Staticvoidf(Aa);Private:intx;};VoidA::f(Aa){//cout<<x;錯(cuò)誤cout<<a.x；//正確}返回原因是，靜態(tài)函數(shù)成員可以通過類名訪問，而此時(shí)非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員沒有存儲(chǔ)空間第29頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四補(bǔ)充：關(guān)于靜態(tài)成員的訪問屬性靜態(tài)成員一般設(shè)成public訪問屬性，否則不能以對(duì)象方式或者類名::靜態(tài)成員名的方式訪問設(shè)成public靜態(tài)成員訪問屬性后，可以用對(duì)象名和類名::方式訪問第30頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例子：classA{public:staticvoidshow(){cout<<"inclassA\""<<endl; }staticintstkk;//可以用對(duì)象名訪問活著類名::成員名形式訪問protected: //staticintstkk;類外：不予許對(duì)象名訪問或者類名::成員名形式訪問private://staticintstkk;不予許對(duì)象名訪問或者類名::成員名形式訪問};intA::stkk=9;voidmain(){Aa;a.stkk=99;cout<<a.stkk<<endl;cout<<A::stkk<<endl;a.show();A::show();}第31頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)共享－友元設(shè)計(jì)思想：

友元，包括友元函數(shù)和友元類，是類和對(duì)象向其它類與對(duì)象開放本類、對(duì)象的的私有、保護(hù)成員的有效途徑。B(A的友元)類AfriendB…Privateorprotect:……第32頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)共享－友元函數(shù)ClassA{public:…friend函數(shù)B聲明…}定義格式：函數(shù)B定義{…}第33頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例：簡(jiǎn)單友元函數(shù)classA{public: A(inti){x=i;} friendvoidacc(A&a);//可以不用引用private: intx;};voidacc(A&a)//可以不用引用，如Aa{cout<<"thexinAis:"<<a.x<<endl;a.x=99;cout<<"thexinAis:"<<a.x<<endl;}intmain(){Aa(9);cout<<a.x<<endl;a.x=99;acc(a);return0;}第34頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例5-6使用友元函數(shù)計(jì)算兩點(diǎn)距離(P135)classPoint //Point類聲明{public: //外部接口

Point(intxx=0,intyy=0){X=xx;Y=yy;} intGetX(){returnX;} intGetY(){returnY;} friendfloatfDist(Pointa,Point&b);private: //私有數(shù)據(jù)成員

intX,Y;};第35頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四doublefDist(Point&a,Point&b){doubledx=a.X-b.X;doubledy=a.Y-b.Y;returnsqrt(dx*dx+dy*dy);}intmain（）{Pointp1(3.0,5.0),p2(4.0,6.0);doubled=Distance(p1,p2);cout<<"Thedistanceis"<<d<<endl;return0;}第36頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注：友元函數(shù)可以是普通函數(shù)，也可以是其它類的成員函數(shù)友元函數(shù)一般定義在類public部分，也可以定義在private部分友元函數(shù)降低了類的封裝性，不利于代碼復(fù)用。第37頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)共享－友元類若一個(gè)類為另一個(gè)類的友元，則此類的所有成員都能訪問對(duì)方類的私有成員(類內(nèi))。聲明語法：將友元類名在另一個(gè)類中使用friend修飾說明。ClasA{friendclassB;Public:…friendclassC;Private:…}第38頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四友元類舉例classA{friendclassB;public:voidDisplay(){cout<<x<<endl;}private:intx;};classB{public:voidSet(inti);voidDisplay();private:Aa;};voidB::Set(inti){a.x=i;}voidB::Display(){a.Display();}但是，如：Bb；b.a.x=123;Error：‘a(chǎn)’:cannotaccessprivatememberdeclaredinclass‘B‘為什么？第39頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注：若一個(gè)類為另一個(gè)類的友元，則此類的所有成員函數(shù)都能訪問對(duì)方類的私有成員友元關(guān)系不具有傳遞性、不具有對(duì)稱性，友元關(guān)系是非等價(jià)關(guān)系第40頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)共享－友元分析友元是C++提供的一種破壞數(shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)隱藏的機(jī)制。通過將一個(gè)模塊聲明為另一個(gè)模塊的友元，一個(gè)模塊能夠引用到另一個(gè)模塊中被隱藏的信息?？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。第41頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四課堂練習(xí)1.定義一個(gè)date類，通過設(shè)計(jì)一個(gè)友元函數(shù)，求兩日期之間的相差的天數(shù)下頁(yè)例程第42頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四#include"iostream.h"classdate{friendintdis_of_day(dated1,dated2);public: date(intyear,intmouth,intday) {this->year=year;this->mouth=mouth;this->day=day;}voidout(){cout<<this->year<<""<<mouth<<""<<day<<endl;}private:intyear;intmouth;intday;};第43頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四longdis_of_day(dated1,dated2){ longcalc; calc=(d1.year-d2.year)*365+(d1.mouth-d2.mouth)*30+d1.day-d2.day; returncalc;}voidmain(){ dated1(1934,23,12),d2(1934,20,11); d1.out(); d2.out(); cout<<dis_of_day(d1,d2)<<endl;}返回第44頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四共享數(shù)據(jù)的保護(hù)－常類型采用如下的共享數(shù)據(jù)保護(hù)措施

常類型的提出：各種形式的數(shù)據(jù)共享破壞了數(shù)據(jù)的隱秘性、數(shù)據(jù)的封裝，如何保護(hù)被共享的數(shù)據(jù)？1.常引用：被引用的對(duì)象不能被更新。2.常對(duì)象：必須進(jìn)行初始化（通過構(gòu)造函數(shù)）,不能被更新。3.常類成員：

(1)常數(shù)據(jù)成員通過構(gòu)造函數(shù)初始化

(2)常函數(shù)成員問：什么是更新？第45頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.常引用voiddisplay(constdouble&r)//常引用做形參，在函數(shù)中不能更新r所引用的對(duì)象。{cout<<r<<endl;

if(r=r)cout<<“ok”<<endl;//r=r或r＝9.5;都認(rèn)為錯(cuò)誤，不許更新++r;//出錯(cuò)，不予許更新

}例：格式：const類型說明符&引用名第46頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.常對(duì)象舉例classA{public:intx,y;voidprt(){cout<<“x=:<<x<<“y=:”<<y<<endl;};Aconsta;//a是常對(duì)象，不能被更新main(){cout<<a.x<<endl;//輸出默認(rèn)值a.x=3;//錯(cuò)誤，不許更新只能通過類的構(gòu)造函數(shù)初始化}格式：類名const對(duì)象名例：第47頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.1常成員函數(shù)#include<iostream.h>classR{public:R(intr1,intr2){R1=r1;R2=r2;}voidprint（）;voidprint（）const;//構(gòu)成重載private:intR1,R2;};格式：成員函數(shù)const

常成員函數(shù)不更新對(duì)象的數(shù)據(jù)成員常對(duì)象只能調(diào)用它的常成員函數(shù)第48頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四voidR::print（）{cout<<R1<<":"<<R2<<endl;}voidR::print（）const{cout<<R1<<";"<<R2<<endl;

R1=11l;//error

}voidmain（）{Ra(5,4);a.print（）;//調(diào)用voidprint（）constRb(20,52);b.print（）;//調(diào)用voidprint（）const}第49頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.2常數(shù)據(jù)成員classA{public: A(inti); voidprint（）;

constint&r;private: constinta; staticconstintb;//靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員};格式：const數(shù)據(jù)成員。常數(shù)據(jù)成員只能通過類的構(gòu)造函數(shù)置初值第50頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四constintA::b=10;//靜態(tài)成員賦值A(chǔ)::A(inti):a(i),r(a){}//構(gòu)造函數(shù)賦值voidA::print（）{cout<<a<<":"<<b<<":"<<r<<endl;}voidmain（）{/*建立對(duì)象a和b，并以100和0作為初值，分別調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，通過構(gòu)造函數(shù)的初始化列表給對(duì)象的常數(shù)據(jù)成員賦初值*/Aa1(100),a2(0);a1.print（）;a2.print（）;}100：10：1000：10：0輸出結(jié)果第51頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注意：1.常引用的所指的“對(duì)象”不能被更新2.常對(duì)象的數(shù)據(jù)成員不允許被更新，通過常對(duì)象只能調(diào)用它的常成員函數(shù)，常成員函數(shù)不更新對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。3.常成員函數(shù)說明格式中的const是函數(shù)類型的一個(gè)組成部分，在聲明、定義實(shí)現(xiàn)部分都要帶上，const關(guān)鍵字可以形成函數(shù)重載。4.常數(shù)據(jù)成員只能通過類的構(gòu)造函數(shù)置初值。5.const位置問題，除了常函數(shù)成員外，const的位置是靈活的。對(duì)比類靜態(tài)成員第52頁(yè)，共60頁(yè)，2023年，2月20日，星期四const的位置常引用：[const]類型說明符[const]引用名常對(duì)象：[const]類名[const]對(duì)象名常數(shù)據(jù)成員[const]類型說明符[const]成員名常函數(shù)成員類型說明符函數(shù)名()[c