《C面向?qū)ο蠡A(chǔ)》課件

C面向?qū)ο蠡A(chǔ)本課程將深入淺出地介紹C語言面向?qū)ο缶幊痰幕A(chǔ)知識，幫助你掌握面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍?，并能夠使用C語言編寫面向?qū)ο蟮拇a。什么是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計范式一種以對象為中心的編程思想，將現(xiàn)實世界中的事物抽象成對象，通過對象之間的交互來完成任務(wù)。核心概念封裝、繼承和多態(tài)是面向?qū)ο蟮娜蠛诵母拍睿鼈儏f(xié)同工作，使程序更加模塊化、可重用和可擴展。類和對象的概念類類是對象的抽象描述，它定義了對象擁有的數(shù)據(jù)成員和方法，以及對象的行為和特征。類可以看作是創(chuàng)建對象的模板。對象對象是類的實例，它擁有類的所有數(shù)據(jù)成員和方法，可以執(zhí)行類定義的行為。對象是程序中的具體存在。類的定義與聲明1類定義使用`class`關(guān)鍵字定義類，并包含成員變量和成員函數(shù)。2成員變量類的屬性，描述對象的特征，如名稱、年齡等。3成員函數(shù)類的行為，描述對象的功能，如行走、說話等。成員變量和成員函數(shù)成員變量成員變量是類中定義的數(shù)據(jù)成員。它表示對象的狀態(tài)信息。成員變量用來描述類對象自身所具有的屬性。成員函數(shù)成員函數(shù)是類中定義的操作成員。它描述類對象的行為方式。成員函數(shù)用來描述類對象可以進行的操作或行為。訪問控制修飾符1公有(public)類外部可以訪問2私有(private)只能在類內(nèi)部訪問3保護(protected)類本身和其子類可以訪問構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)1構(gòu)造函數(shù)對象創(chuàng)建時自動調(diào)用，初始化成員變量。2析構(gòu)函數(shù)對象銷毀時自動調(diào)用，釋放資源。3作用確保對象在創(chuàng)建和銷毀過程中的正確狀態(tài)。拷貝構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建新對象時，使用現(xiàn)有對象初始化新對象。將一個對象的所有成員變量的值復制到新對象中。避免重復創(chuàng)建對象，提高代碼效率。this指針1指向當前對象的指針在成員函數(shù)內(nèi)部，this指針始終指向調(diào)用該函數(shù)的對象。2隱式傳遞this指針由編譯器隱式傳遞給每個非靜態(tài)成員函數(shù)，無需顯式聲明。3訪問成員通過this指針可以訪問當前對象的成員變量和成員函數(shù)。靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)靜態(tài)成員變量屬于類本身，而不是類的對象靜態(tài)成員函數(shù)可以通過類名直接訪問友元函數(shù)和友元類友元函數(shù)允許非成員函數(shù)訪問類的私有成員友元類允許整個類訪問另一個類的私有成員繼承的基本概念代碼復用繼承可以有效地復用父類的代碼，減少重復編寫。類層次結(jié)構(gòu)建立類之間的層次關(guān)系，體現(xiàn)概念上的繼承關(guān)系。擴展功能子類可以擴展父類的功能，添加新的成員變量和成員函數(shù)。訪問控制與繼承公有繼承基類的公有成員在派生類中仍然是公有的，可被派生類對象直接訪問。私有繼承基類的所有成員在派生類中都是私有的，派生類對象無法直接訪問基類的成員，只能通過派生類自己的成員函數(shù)訪問。保護繼承基類的公有成員和保護成員在派生類中成為保護成員，派生類對象無法直接訪問，但派生類的成員函數(shù)可以訪問。虛函數(shù)和多態(tài)虛函數(shù)在基類中使用virtual關(guān)鍵字聲明的函數(shù)稱為虛函數(shù)。當派生類重寫虛函數(shù)時，運行時會根據(jù)對象的實際類型調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)。多態(tài)是指同一個函數(shù)調(diào)用，根據(jù)對象的實際類型產(chǎn)生不同的行為。虛函數(shù)是實現(xiàn)多態(tài)性的關(guān)鍵機制。純虛函數(shù)與抽象類純虛函數(shù)沒有函數(shù)體，只有函數(shù)聲明，以“=0”結(jié)尾。抽象類包含至少一個純虛函數(shù)的類，無法直接實例化。作用定義接口，強制子類實現(xiàn)具體功能。虛析構(gòu)函數(shù)安全釋放內(nèi)存防止內(nèi)存泄漏，確保子類對象被正確銷毀。多態(tài)性通過基類指針釋放子類對象時，確保調(diào)用正確的析構(gòu)函數(shù)。運算符重載運算符重載允許自定義運算符的行為，使其適用于用戶定義的類型。重載規(guī)則運算符重載必須定義為類成員函數(shù)或友元函數(shù)。語法使用operator關(guān)鍵字，例如operator+，operator-等。類型轉(zhuǎn)換隱式轉(zhuǎn)換編譯器自動完成的類型轉(zhuǎn)換顯式轉(zhuǎn)換使用類型轉(zhuǎn)換運算符手動完成自定義轉(zhuǎn)換使用轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)或轉(zhuǎn)換運算符重載動態(tài)內(nèi)存分配動態(tài)內(nèi)存分配程序運行時，在堆上申請內(nèi)存空間。用于分配可變大小的內(nèi)存。操作符使用new和delete操作符進行動態(tài)內(nèi)存分配和釋放。內(nèi)存管理開發(fā)人員需手動管理分配的內(nèi)存，避免內(nèi)存泄漏和非法訪問。異常處理異常處理機制可以提高程序的健壯性，在程序出現(xiàn)錯誤時，能夠及時捕獲并處理錯誤，避免程序崩潰。通過異常處理，可以將錯誤處理代碼與正常代碼分離，使代碼結(jié)構(gòu)更加清晰。C++提供了異常處理機制，可以使用try、catch和throw關(guān)鍵字來實現(xiàn)異常處理。模板類代碼復用模板類可以用于創(chuàng)建可用于不同數(shù)據(jù)類型的通用類，從而減少代碼重復。類型安全模板類在編譯時進行類型檢查，確保代碼的類型安全，避免運行時錯誤。提高效率模板類可以減少代碼量，提高代碼的可讀性和可維護性。標準模板庫(STL)容器容器提供了一種存儲和管理數(shù)據(jù)元素的方式，例如向量(vector)、列表(list)、集合(set)等。算法算法提供了一組通用的操作，例如排序、搜索、查找等，可以應(yīng)用于不同的容器。迭代器迭代器提供了一種訪問容器元素的方式，方便地遍歷容器中的元素。容器類數(shù)組存儲固定大小的元素，元素類型相同，訪問速度快，但大小不可動態(tài)改變。鏈表存儲動態(tài)大小的元素，元素類型相同，插入和刪除速度快，但隨機訪問速度慢。樹通過父子關(guān)系組織數(shù)據(jù)，適合進行高效的查找和排序操作，但也需要額外的空間開銷。迭代器訪問容器元素迭代器提供了一種訪問容器元素的標準方式，無需了解容器的內(nèi)部實現(xiàn)。遍歷容器元素迭代器可以用于遍歷容器中的所有元素，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。通用性迭代器是通用的，適用于各種容器類型，如數(shù)組、鏈表、樹等。算法排序算法冒泡排序、插入排序、快速排序、歸并排序等查找算法線性查找、二分查找、哈希查找等圖算法深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索、最短路徑算法等適配器功能適配適配器提供不同接口之間的橋梁，例如將USB端口連接到電源插座。數(shù)據(jù)類型適配適配器可以將不同類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為另一種類型，例如將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字。行為適配適配器可以修改對象的行為，例如將一個類的接口調(diào)整為另一個接口。仿函數(shù)概念仿函數(shù)，也稱為函數(shù)對象，是將函數(shù)行為封裝到對象中的技術(shù)。優(yōu)勢仿函數(shù)可以作為參數(shù)傳遞，實現(xiàn)靈活的函數(shù)調(diào)用方式。應(yīng)用STL中廣泛使用仿函數(shù)，例如std::sort和std::for_each的比較函數(shù)?？臻g分配器1內(nèi)存管理負責分配和釋放內(nèi)存空間，保證程序高效運行。2自定義分配策略可根據(jù)特定需求調(diào)整內(nèi)