課件l06類與對(duì)象

第六章類與對(duì)象面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)福州大學(xué)吳小竹2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3面向?qū)ο蟮姆椒ㄓ^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(lái)描述模仿并處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(duì)具體對(duì)象（問(wèn)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(guò)程。先注意問(wèn)題的本質(zhì)及描述，其次是實(shí)現(xiàn)過(guò)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(guò)類的聲明。OOP的基本特點(diǎn)5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(),Sleep(),…社會(huì)屬性角度：

Work(),Promote(),…OOP的基本特點(diǎn)8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(guò)外部接口，以特定的訪問(wèn)權(quán)限，來(lái)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封裝實(shí)例：classClock{

public:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);

voidShowTime();

private:intHour,Minute,Second;};邊界特定的訪問(wèn)權(quán)限OOP的基本特點(diǎn)外部接口10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(shuō)明。實(shí)現(xiàn)：聲明派生類——見(jiàn)第7章OOP的基本特點(diǎn)11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)——見(jiàn)第8章OOP的基本特點(diǎn)12c++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(wèn)公有類型數(shù)據(jù)和函數(shù)。類和對(duì)象15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(wèn)，而類外部的任何函數(shù)都不能訪問(wèn)。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，第七章介紹。類和對(duì)象17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)voidClock::SetTime(intNewH,intNewM,intNewS){Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;}voidClock::ShowTime(){cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second;}1819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成員函數(shù)在類中說(shuō)明原型，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(yǔ)句和switch語(yǔ)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inlinevoidPoint::

Init(intinitX,intinitY){X=initX;Y=initY;}inlineintPoint::GetX(){returnX;}inlineintPoint::GetY(){returnY;}2425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類中成員的訪問(wèn)方式類中成員互訪直接使用成員名類外訪問(wèn)使用“對(duì)象名.成員名”方式訪問(wèn)

public

屬性的成員類和對(duì)象27例6-1類的應(yīng)用舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classClock{......//類的聲明略}//......類的實(shí)現(xiàn)略intmain(){ClockmyClock;

myClock.SetTime(8,30,30);

myClock.ShowTime();}類和對(duì)象28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(shuō)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(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：intmain(){

Clockc(0,0,0);//隱含調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，將實(shí)參作為初始值。

c.ShowTime();}3031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（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拷貝構(gòu)造函數(shù)(例6-2)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;}3334拷貝構(gòu)造函數(shù)(例6-2)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。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)35拷貝構(gòu)造函數(shù)(例6-2)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;}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)36拷貝構(gòu)造函數(shù)(例6-2)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)}intmain(){PointB;B.fun2();

}構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)37默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)如果程序員沒(méi)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)默認(rèn)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構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)舉例#include<iostream>usingnamespacestd;classPoint{private: intX,Y;public: Point(inta=0,intb=0)//構(gòu)造函數(shù)

{X=a;Y=b;cout<<"Initializing"<<endl;}Point(constPoint&p);//復(fù)制構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)intGetX(){returnX;}intGetY(){returnY;}voidShow(){cout<<"X="<<X<<",Y="<<Y<<endl;}~Point(){cout<<"delete..."<<X<<","<<Y<<endl;}};Point::Point(constPoint&p)//定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù){ X=p.X; Y=p.Y; cout<<"CopyInitializing"<<endl;}voiddisplay(Pointp)//Point類的對(duì)象作為函數(shù)的形參{p.Show();}4041voiddisp(Point&p)//Point類對(duì)象的引用作為函數(shù)的形參{p.Show();}Pointfun()//函數(shù)的返回值為Point類的對(duì)象{PointA(101,202);returnA;}voidmain(){PointA(42,35);//對(duì)象A//第1次調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

PointB(A); //①用A初始化BPointC(58,94);//對(duì)象Ccout<<"calleddisplay(B)"<<endl;//第2次調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

display(B); //②對(duì)象B作為display的實(shí)參42cout<<"Next..."<<endl;cout<<"calleddisp(B)"<<endl;disp(B);cout<<"callC=fun()"<<endl;//第3次調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

C=fun(); //③fun的返回值賦給對(duì)象Ccout<<"calleddisp(C)"<<endl;disp(C);cout<<"out..."<<endl;}43輸出結(jié)果及注釋如下：Initializing//創(chuàng)建對(duì)象ACopyInitializing//調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，使用對(duì)象A初始化BInitializing//創(chuàng)建對(duì)象Ccalleddisplay(B)//用對(duì)象B作為參數(shù)CopyInitializing//需要調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)X=42,Y=35//進(jìn)入函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句delete...42,35//退出函數(shù)時(shí)，需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清除對(duì)象Next...calleddisp(B)//使用引用做為參數(shù)，則不需要

//調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)X=42,Y=35//進(jìn)入函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句callC=fun()//C使用函數(shù)fun()的返回值Initializing//在函數(shù)fun()內(nèi)創(chuàng)建對(duì)象ACopyInitializing//調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)返回值44輸出結(jié)果及注釋如下：delete...101,202//返回值給對(duì)象C，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)

//清除臨時(shí)對(duì)象delete...101,202//退出函數(shù)體，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清除

//對(duì)象Acalleddisp(C)//使用引用做為參數(shù)X=101,Y=202//進(jìn)入函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句out...delete...101,202//調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清除對(duì)象Cdelete...42,35//調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清除對(duì)象Bdelete...42,35//調(diào)用析構(gòu)函數(shù)清除對(duì)象A45類的應(yīng)用舉例(例6-3)一圓形游泳池如圖所示，現(xiàn)在需在其周圍建一圓形過(guò)道，并在其四周圍上柵欄。柵欄價(jià)格為35元/米，過(guò)道造價(jià)為20元/平方米。過(guò)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(guò)道和柵欄的造價(jià)。游泳池過(guò)道#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};46//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;}47voidmain(){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);48//計(jì)算柵欄造價(jià)并輸出

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

//計(jì)算過(guò)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￥4335.394950組合的概念類中的成員數(shù)據(jù)是另一個(gè)類的對(duì)象。可以在已有抽象的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的抽象。類的組合51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5253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54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(wú)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55類的組合舉例（二）classPart//部件類{

public:Part();Part(inti);~Part();