面向?qū)ο蠹夹g(shù)基礎(chǔ)ppt課件

1、第8章 面向?qū)ο蠹夹g(shù)根底 歡迎開啟面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的大門，在第1章中曾經(jīng)簡要引見過面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的根本理念，本章將詳細(xì)講述類和對象的概念。在前面的章節(jié)中，程序是由一個個函數(shù)組成的，是構(gòu)造化的編程方法。從本章開場，編寫的程序是由對象組成的，將要學(xué)慣用C+言語進(jìn)展面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，當(dāng)然，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)也離不開函數(shù)等前面講述的根底知識。8.1 面向?qū)ο蟾靖拍睢皩ο髈bject是個籠統(tǒng)的概念，現(xiàn)實(shí)世界中的任何事物都可以看成是對象，動物、植物、摩托車、汽車等等都是對象，對象之間有很大的差別，如人和汽車，但有的對象間有類似之處，比如摩托車和自行車，它們有共同的特征有輪子，同樣的功能人的交通工具，也有不同的特征

2、，如“輪子個數(shù)，“車子分量等等，基于此，可將“有輪子，“可改換輪胎、“能作為人的交通工具籠統(tǒng)成一個類別class，可稱之為“車類，摩托車和自行車是該類別的對象。類的提取往往是從兩個方面來思索的，一是特征C+常稱為“屬性、另一個是功能C+中常稱為“行為，具備類中定義的“屬性和“行為的對象都是該類的對象，因此，我們可以說，電動車也是“車類的對象。8.1.1 類的概念類和對象的關(guān)系與 “構(gòu)造和“構(gòu)造體變量的關(guān)系類似。C+用類來描畫對象，類是對現(xiàn)實(shí)世界中類似事物的籠統(tǒng)，同是“雙輪車的摩托車和自行車，有共同點(diǎn)，也有許多不同點(diǎn)?！败囶愂菍δν熊?、自行車、汽車等一樣點(diǎn)和不同點(diǎn)的提取與籠統(tǒng)，如所示。類的定義分

3、為兩個部分：數(shù)據(jù)相當(dāng)于屬性和對數(shù)據(jù)的操作相當(dāng)于行為。從程序設(shè)計(jì)的觀念來說，類就是數(shù)據(jù)類型，是用戶定義的數(shù)據(jù)類型，對象可以看成某個類的實(shí)例某個類的變量，類和對象的關(guān)系與前面引見的“構(gòu)造和“構(gòu)造體變量的關(guān)系類似，但又有不同，在本章稍后類的定義一節(jié)中后詳細(xì)闡明這一問題。8.1.2 類是分層的每一大類中可分成假設(shè)干小類，也就是說，類是分層的，如圖8.2所示。可將一切的圖形籠統(tǒng)成“圖形類，該類中共同的屬性有很多，這里只取“顏色這個屬性，對一切圖形而言，都可定義“顯示操作。同時，“圖形類可進(jìn)一步分為“一維圖形類、“二維圖形類和其他類，根據(jù)外形的不同，“一維圖形類可進(jìn)一步分為“直線類和“折線類，“二維圖形類

4、又可分為“正方形類和“圓類。下層的類除了“承繼了上層類中定義的屬性和行為外，還可添加新的屬性和行為如“圓類相比“二維圖形類添加了“圓心和“半徑屬性，添加了“求面積這一行為，甚至可以在下層類中重新定義上層類已定義的屬性和行為如“直線類、“折線類、“正方形類和“圓類中都重新定義了“圖形類中已定義的“顯示操作。8.1.3 類和對象的關(guān)系對象需求從屬性和行為兩個方面進(jìn)展描畫，類是對象的封裝。類的運(yùn)用主要有以下幾個步驟：定義一個類，C+中，分別用數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員來表現(xiàn)對象的屬性和行為。類的定義強(qiáng)調(diào)“信息隱藏，將實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和不允許外部隨意訪問的部分屏蔽起來。因此，在類定義中，需求用public或priva

5、te將類成員區(qū)分開此外，還有protected型的數(shù)據(jù)成員，稍后會有詳細(xì)引見，外界不能訪問程序的private成員，只能訪問public數(shù)據(jù)成員，對象間的信息傳送也只能經(jīng)過public成員函數(shù)，保證了對象的數(shù)據(jù)平安。類的實(shí)現(xiàn)，即進(jìn)一步定義類的成員函數(shù)，使各個成員函數(shù)相互配合以實(shí)現(xiàn)接口對外提供的功能，類的定義和實(shí)現(xiàn)是由類設(shè)計(jì)者完成的。經(jīng)過該類聲明一個屬于該類的變量即對象，并調(diào)用其接口即public型的數(shù)據(jù)成員或函數(shù)成員，這是運(yùn)用者的任務(wù)。8.2 C+類的定義 先來看一下類是如何定義的，對一些通用的問題，前人曾經(jīng)定義好了很多的類，比如微軟的MFC類庫，程序員不用關(guān)懷其內(nèi)部細(xì)節(jié)，只需抱著“拿來主義的

6、態(tài)度就好，但對某些特殊問題來說，必需由本人提煉模型，進(jìn)展類的定義。8.2.1 類定義的根本方式 C+中運(yùn)用關(guān)鍵字class定義一個類，其根本方式如下： class類名 public: 公共成員函數(shù)private: 私有成員函數(shù) 私有的數(shù)據(jù)成員定義;8.2.2 類定義例如 對一臺計(jì)算機(jī)來說，它有如下特征： 屬性：品牌、價錢。 方法：輸出計(jì)算機(jī)的屬性。 實(shí)現(xiàn)了computer類的定義：8.2.3 class和struct class的定義看上去很像struct定義的擴(kuò)展，現(xiàn)實(shí)上，類定義時的關(guān)鍵字class完全可以交換成struct，也就是說，第5章中引見的構(gòu)造體變量也可以有成員函數(shù)。class和s

7、truct的獨(dú)一區(qū)別在于：struct的默許訪問方式是public，而class為private。 提示：通常運(yùn)用class來定義類，而把struct用于只表示數(shù)據(jù)對象、沒有成員函數(shù)的類。8.3 C+類的實(shí)現(xiàn) 類的實(shí)現(xiàn)就是定義其成員函數(shù)的過程，類的實(shí)現(xiàn)有兩種方式：一是在類定義時同時完成成員函數(shù)的定義。另一是在類定義的外部定義其成員函數(shù)。8.3.1 在類定義時定義成員函數(shù) 成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)可以在類定義時同時完成，如： 詳細(xì)內(nèi)容請參照本書8.3.2 在類定義的外部定義成員函數(shù)在類定義的外部定義成員函數(shù)時，應(yīng)運(yùn)用作用域操作符:來標(biāo)識函數(shù)所屬的類，即有如下方式：前往類型 類名:成員函數(shù)名(參數(shù)列表)函數(shù)

8、體其中，前往類型、成員函數(shù)名和參數(shù)列表必需于類定義時的函數(shù)原型一致，這樣，可改寫為：8.4 C+類的運(yùn)用 定義了一個類之后，便可以好像用int、double等類型符聲明簡單變量一樣，創(chuàng)建該類的對象，稱為類的實(shí)例化。由此看來，類的定義實(shí)踐上是定義了一種類型，類不接納或存儲詳細(xì)的值，只作為生成詳細(xì)對象的“藍(lán)圖，只需將類實(shí)例化，創(chuàng)建對象聲明類的變量后，系統(tǒng)才為對象分配存儲空間。8.4.1 聲明一個對象 運(yùn)用類定義聲明了一個對象，并利用對象名實(shí)現(xiàn)了public成員函數(shù)的調(diào)用：8.4.2 對象的作用域、可見域和生存期 對象的作用域、可見域和生存期與普通變量，如int型變量的作用域、可見域和生存期并無不同

9、，對象同樣有部分、全局和類內(nèi)稍后就將對對象成員進(jìn)展引見之分，對于在代碼塊中聲明的部分對象，在代碼塊執(zhí)行終了退出時，對象會被自動撤銷，對應(yīng)的內(nèi)存會自動釋放當(dāng)然，假設(shè)對象的成員函數(shù)中運(yùn)用了new或malloc懇求了動態(tài)內(nèi)存，卻沒有運(yùn)用delete或free命令釋放，對象撤銷時，這部分動態(tài)內(nèi)存不會自動釋放，呵斥內(nèi)存泄露。8.5. 對象的創(chuàng)建和撤銷 中，經(jīng)過自定義的公共成員函數(shù)SetBrand是SetPrice實(shí)現(xiàn)對對象數(shù)據(jù)成員的初始化，實(shí)踐上，C+為類提供了兩種特殊的成員函數(shù)，一是構(gòu)造函數(shù)，在對象創(chuàng)建時自動調(diào)用，用以完成對象成員變量等的初始化及其他操作如為指針成員動態(tài)懇求內(nèi)存空間等；另一個是析構(gòu)函數(shù)

10、，在對象撤銷時自動調(diào)用，用以執(zhí)行一些清理義務(wù)，如釋放成員函數(shù)中動態(tài)懇求的內(nèi)存等。8.5.1 構(gòu)造函數(shù)的作用 當(dāng)對象被創(chuàng)建時，構(gòu)造函數(shù)自動被調(diào)用。構(gòu)造函數(shù)有一些獨(dú)特的地方：函數(shù)的名字與類名一樣，沒有前往類型和前往值。其主要任務(wù)有： 給對象一個標(biāo)識符。 為對象數(shù)據(jù)成員開辟內(nèi)存空間。 完成對象數(shù)據(jù)成員的初始化函數(shù)體內(nèi)的任務(wù)，由程序員完成。 上述3點(diǎn)也闡明了構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序，在執(zhí)行函數(shù)體之前，構(gòu)造函數(shù)曾經(jīng)為對象的數(shù)據(jù)成員開辟了內(nèi)存空間，這時，在函數(shù)體內(nèi)對數(shù)據(jù)成員的初始化便是順理成章了。8.5.2 構(gòu)造函數(shù)可以有參數(shù)編譯器自動生成的缺省構(gòu)造函數(shù)是無參的，實(shí)踐上，構(gòu)造函數(shù)可以接納參數(shù)，在對象創(chuàng)建時提供更

11、大的自在度，如代碼8-5：8.5.3 構(gòu)造函數(shù)支持重載 前面說，一旦程序員為一個類定義了構(gòu)造函數(shù)，編譯器便不會為類自動生成缺省構(gòu)造函數(shù)，因此，假設(shè)還想運(yùn)用無參的構(gòu)造函數(shù)，如“point pt1;的方式必需在類定義中顯式定義一個無參構(gòu)造函數(shù)。這樣，構(gòu)造函數(shù)就會出現(xiàn)兩個，會不會有問題呢？不會，構(gòu)造函數(shù)支持重載，在創(chuàng)建對象時，根據(jù)傳送的詳細(xì)參數(shù)決議采用哪個構(gòu)造函數(shù)。8.5.4 構(gòu)造函數(shù)允許按參數(shù)缺省方式調(diào)用中的構(gòu)造函數(shù)可以作如下定義：point(int x0,int y0)cout對象創(chuàng)建時構(gòu)造函數(shù)被自動調(diào)用endl;xPos=x;yPos=y;此時，允許在創(chuàng)建對象時缺省參數(shù)，以下聲明語句都是合法的

12、：point pt;point pt(3);point pt(3,4);8.5.5 初始化表達(dá)式除了在構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)初始化數(shù)據(jù)成員外，還可以經(jīng)過成員初始化表達(dá)式來完成。成員初始化表可用于初始化類的恣意數(shù)據(jù)成員后面要引見的static數(shù)據(jù)成員除外，該表達(dá)式由逗號分隔的數(shù)據(jù)成員表組成，初值放在一對圓括號中。只需將成員初始化表達(dá)式放在構(gòu)造函數(shù)的頭和體之間，并用冒號將其與構(gòu)造函數(shù)的頭分隔開，便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)成員表中元素的初始化，對而言，下述代碼：point(int x,int y)cout有參構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用endl;xPos=x;yPos=y;等價于：point(int x,int y):xPos(x),y

13、Pos(y)cout有參構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用數(shù)據(jù)成員的方式來存取類數(shù)據(jù)成員。舉例來說：class Exprivate:int x;int y;public:void Set()x=1;y=2;8.9.5 對象數(shù)組對象數(shù)組和規(guī)范類型數(shù)組的運(yùn)用方法并沒有什么不同，也有聲明、初始化和運(yùn)用3個步驟。8.9.6 對象鏈表 對象鏈表中，節(jié)點(diǎn)的初始化需求構(gòu)造函數(shù)來完成，除此之外，對象鏈表和第5章中引見的鏈表并無不同。8.10 為對象動態(tài)分配內(nèi)存 和把一個簡單變量創(chuàng)建在動態(tài)存儲區(qū)一樣，可以用new和delete為對象分配動態(tài)存儲區(qū)，在復(fù)制構(gòu)造函數(shù)一節(jié)中曾經(jīng)引見了為類內(nèi)的指針成員分配動態(tài)內(nèi)存的相關(guān)范例，本節(jié)主要討論如

14、何為對象和對象數(shù)組動態(tài)分配內(nèi)存。8.10.1 運(yùn)用new和delete為單個對象分配/釋放動態(tài)內(nèi)存演示了如何為單個對象動態(tài)內(nèi)存分配。8.10.2 運(yùn)用new和delete為對象數(shù)組分配/釋放動態(tài)空間 運(yùn)用new為對象數(shù)組分配動態(tài)空間時，不能顯式調(diào)用對象的構(gòu)造函數(shù)，因此，對象要么沒有定義任何方式的構(gòu)造函數(shù)由編譯器缺省提供，要么顯式定義了一個且只能由一個一切參數(shù)都有缺省值的構(gòu)造函數(shù)。8.10.3 malloc和free能否為對象動態(tài)懇求內(nèi)存 malloc/free無法滿足動態(tài)對象的要求，由于malloc和free無法像new/delete及new/delete那樣自動調(diào)用對象的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。8.11 小結(jié)本章講述了C+言語中面向?qū)ο缶幊痰母靖拍詈头椒ā+經(jīng)過class關(guān)鍵字可以定義類，類的成員包括數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員兩種。關(guān)于類的運(yùn)用，大體分為類的定義、類的實(shí)現(xiàn)和類對象的創(chuàng)建3個步驟，其中，類的定義指明了類的構(gòu)造，相當(dāng)于“藍(lán)圖，而類的實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于“技術(shù)圖紙，根據(jù)定義和實(shí)現(xiàn)便可以聲明一個類的對象。類中有幾個特殊的成員函數(shù)，構(gòu)造函數(shù)、復(fù)