《譚浩強版《C++程序設計》第9章n》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《譚浩強版《C++程序設計》第9章n（89頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第9章 關(guān)于類和對象的進一步討論9.1 構(gòu)造函數(shù)9.2 析構(gòu)函數(shù)9.3 調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序9.4 對象數(shù)組9.5 對象指針9.6 共用數(shù)據(jù)的保護9.7 對象的動態(tài)建立和釋放9.8 對象的賦值和復制9.9 靜態(tài)成員9.10 友元9.11 類模板 在建立一個對象時，作某些初始化的工作如對數(shù)據(jù)成員賦初值。即在創(chuàng)建對象（分配內(nèi)存時）進行數(shù)據(jù)成員的初始化，因為對象是實實在在的對象，不能無具體屬性值。注意： 類的數(shù)據(jù)成員是不能在聲明類時初始化的。9.1 構(gòu)造函數(shù)作用：創(chuàng)建對象（分配內(nèi)存時）時進行數(shù)據(jù)成員的初始化9.1.1 對象的初始化 如果一個類中所有的成員都是公用的，則可以在定義對象時對數(shù)據(jù)成

2、員進行初始化。如class Timepublic: /聲明為公用成員 hour; minute; sec;Time t1=14,56,30; /將t1初始化為14:56:30但是，一般數(shù)據(jù)成員是私有的，或者類中有private或protected的成員，就不能用這種方法初始化。如何實現(xiàn)？ C+提供了構(gòu)造函數(shù)(constructor)來處理對象的初始化。q構(gòu)造函數(shù)是特殊的成員函數(shù)，與其他成員函數(shù)不同，不需要用戶來調(diào)用它，而是在建立對象時自動執(zhí)行。q構(gòu)造函數(shù)的名字必須與類名同名，而不能由用戶任意命名，以便編譯系統(tǒng)能識別它并把它作為構(gòu)造函數(shù)處理。q它不具有任何類型，不返回任何值。q構(gòu)造函數(shù)的功能是由

3、用戶定義的，用戶根據(jù)初始化的要求設計函數(shù)體和函數(shù)參數(shù)。9.1.2 構(gòu)造函數(shù)的作用 例9.1 在例8.3基礎上定義構(gòu)造成員函數(shù)。#include using namespace std;class Time public:Time( ) /定義構(gòu)造成員函數(shù)，函數(shù)名與類名相同 hour=0; /利用構(gòu)造函數(shù)對對象中的數(shù)據(jù)成員賦初值minute=0;sec=0;void set_time( ); /函數(shù)聲明void show_time( ); /函數(shù)聲明private: int hour; /私有數(shù)據(jù)成員int minute;int sec; void Time set_time( ) /定義成員函

4、數(shù)，向數(shù)據(jù)成員賦值 cinhour;cinminute;cinsec;void Time show_time( ) /定義成員函數(shù)，輸出數(shù)據(jù)成員的值 couthour:minute:secendl;int main( ) Time t1; /建立對象t1，同時調(diào)用構(gòu)造函數(shù)t1.Time( )t1.set_time( ); /對t1的數(shù)據(jù)成員賦值 t1.show_time( ); /顯示t1的數(shù)據(jù)成員的值 Time t2; /建立對象t2，同時調(diào)用構(gòu)造函數(shù)t2.Time( )t2.show_time( ); /顯示t2的數(shù)據(jù)成員的值return 0; 程序運行的情況為： 10 25 54 (從鍵

5、盤輸入新值賦給t1的數(shù)據(jù)成員)10:25:54 (輸出t1的時、分、秒值)0:0:0 (輸出t2的時、分、秒值)也可以在類外定義構(gòu)造函數(shù)：Time Time( ) /要加上類名Time和域限定 符“” hour=0; minute=0;sec=0; 有關(guān)構(gòu)造函數(shù)的使用，有以下說明： (1) 在類對象進入其作用域時調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。(2) 構(gòu)造函數(shù)沒有返回值，因此也不需要在定義構(gòu)造函數(shù)時聲明類型，這是它和一般函數(shù)的一個重要的不同之點。(3) 構(gòu)造函數(shù)不需用戶調(diào)用，也不能被用戶調(diào)用。(4) 如果用戶自己沒有定義構(gòu)造函數(shù)，則C+系統(tǒng)會自動生成一個構(gòu)造函數(shù)，只是這個構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體是空的，也沒有參數(shù)，不執(zhí)

6、行初始化操作。 q不帶參數(shù)構(gòu)造函數(shù)，這種方式使該類的每一個對象都得到同一組初值。q帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，用戶希望對不同的對象賦予不同的初值。構(gòu)造函數(shù)首部的一般格式：構(gòu)造函數(shù)名(類型 1 形參1，類型2 形參2，)實參是在定義對象時給出的。定義對象的一般格式為 ：類名 對象名(實參1，實參2，);9.1.3 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) 例9.2 有兩個長方柱，其長、寬、高分別為： (1)12,20,25；(2)10,14,20。求它們的體積。編一個基于對象的程序，在類中用帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。#include using namespace std;class Boxpublic:Box(int,int,int)

7、; /聲明帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)int volume( ); /聲明計算體積的函數(shù) private:int height;int width;int length; Box Box(int h,int w,int len) /在類外定義帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) height=h;width=w;length=len; int Box volume( ) /定義計算體積的函數(shù) return(height*width*length);int main( ) Box box1(12,25,30); /建立對象box1，并指定box1長、寬、高的值coutThe volume of box1 is box1.vol

8、ume( )endl;Box box2(15,30,21); /建立對象box2，并指定box2長、寬、高的值coutThe volume of box2 is box2.volume( )endl;return 0;程序運行結(jié)果如下： The volume of box1 is 9000The volume of box2 is 9450注意： 帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)中的形參，其對應的實參在定義對象時給定。 C+還提供另一種初始化數(shù)據(jù)成員的方法參數(shù)初始化表來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)成員的初始化。這種方法不在函數(shù)體內(nèi)對數(shù)據(jù)成員初始化，而是在函數(shù)首部實現(xiàn)。例如例9.2中定義構(gòu)造函數(shù)可以改用以下形式： Box Box

9、(int h,int w,int len):height(h)，width(w)，length(len) 這種寫法方便、簡練，尤其當需要初始化的數(shù)據(jù)成員較多時更顯其優(yōu)越性。甚至可以直接在類體中(而不是在類外)定義構(gòu)造函數(shù)。9.1.4 用參數(shù)初始化表對數(shù)據(jù)成員初始化 q在一個類中可以定義多個構(gòu)造函數(shù)，以便對類對象提供不同的初始化的方法，供用戶選用。q這些構(gòu)造函數(shù)具有相同的名字，而參數(shù)的個數(shù)或參數(shù)的類型不相同。這稱為構(gòu)造函數(shù)的重載。在第4章第4.6節(jié)中所介紹的函數(shù)重載的知識也適用于構(gòu)造函數(shù)。通過下面的例子可以了解怎樣應用構(gòu)造函數(shù)的重載。9.1.5 構(gòu)造函數(shù)的重載 例9.3 在例9.2的基礎上，定義

10、兩個構(gòu)造函數(shù)，其中一個無參數(shù)，一個有參數(shù)。#include using namespace std;class Boxpublic:Box( ); /聲明一個無參的構(gòu)造函數(shù)Box(int h,int w,int len):height(h),width(w),length(len) /聲明一個有參的構(gòu)造函數(shù)，用參數(shù)的初始化表對數(shù)據(jù)成員初始化int volume( );private:int height;int width;int length; Box Box( ) /定義一個無參的構(gòu)造函數(shù) height=10;width=10;length=10; int Box volume( ) re

11、turn(height*width*length);int main( ) Box box1; /建立對象box1,不指定實參coutThe volume of box1 is box1.volume( )endl;Box box2(15,30,25); /建立對象box2,指定3個實參coutThe volume of box2 is box2.volume( )endl;return 0; 在本程序中定義了兩個重載的構(gòu)造函數(shù)，其實還可以定義其他重載構(gòu)造函數(shù)。 說明： (1) 調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時不必給出實參的構(gòu)造函數(shù)，稱為默認構(gòu)造函數(shù)(default constructor)。顯然，無參的構(gòu)造函

12、數(shù)屬于默認構(gòu)造函數(shù)。一個類只能有一個默認構(gòu)造函數(shù)。(2) 如果在建立對象時選用的是無參構(gòu)造函數(shù)，應注意正確書寫定義對象的語句。(3) 盡管在一個類中可以包含多個構(gòu)造函數(shù)，但是對于每一個對象來說，建立對象時只執(zhí)行其中一個構(gòu)造函數(shù)，并非每個構(gòu)造函數(shù)都被執(zhí)行。 構(gòu)造函數(shù)中參數(shù)的值既可以通過實參傳遞，也可以指定為某些默認值，即如果用戶不指定實參值，編譯系統(tǒng)就使形參取默認值。例9.4 將例9.3程序中的構(gòu)造函數(shù)改用含默認值的參數(shù)，長、寬、高的默認值均為10。在例9.3程序的基礎上改寫如下： 9.1.6 使用默認參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) #include using namespace std;class Boxp

13、ublic:Box(int h=10,int w=10,int len=10); /在聲明構(gòu)造函數(shù)時指定默認參數(shù)int volume( ); private:int height;int width;int length;Box Box(int h,int w,int len) /在定義函數(shù)時可以不指定默認參數(shù) height=h; width=w;length=len; int Box volume( ) return(height*width*length);int main( ) Box box1; /沒有給實參 coutThe volume of box1 is box1.volume(

14、 )endl;Box box2(15); /只給定一個實參coutThe volume of box2 is box2.volume( )endl;Box box3(15,30); /只給定2個實參coutThe volume of box3 is box3.volume( )endl;Box box4(15,30,20); /給定3個實參 coutThe volume of box4 is box4.volume( )endl;return 0; 析構(gòu)函數(shù)(destructor)也是一個特殊的成員函數(shù)，它的作用與構(gòu)造函數(shù)相反，它的名字是類名的前面加一個“”符號。在C+中“”是位取反運算符，從

15、這點也可以想到： 析構(gòu)函數(shù)是與構(gòu)造函數(shù)作用相反的函數(shù)。當對象的生命期結(jié)束時，會自動執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)。 如果在一個函數(shù)中定義了一個對象(它是自動局部對象)，當這個函數(shù)被調(diào)用結(jié)束時，對象應該釋放，在對象釋放前自動執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)。9.2 析構(gòu)函數(shù) static局部對象，只在main函數(shù)結(jié)束或調(diào)用exit函數(shù)結(jié)束程序時，才調(diào)用static局部對象的析構(gòu)函數(shù)。全局對象，則在程序的流程離開其作用域時(如main函數(shù)結(jié)束或調(diào)用exit函數(shù)) 時，調(diào)用該全局對象的析構(gòu)函數(shù)。如果用new運算符動態(tài)地建立了一個對象，當用delete運算符釋放該對象時，先調(diào)用該對象的析構(gòu)函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)的作用：并不是刪除對象，而是在撤銷對

16、象占用的內(nèi)存之前完成一些清理工作，使這部分內(nèi)存可以被程序分配給新對象使用。程序設計者事先設計好析構(gòu)函數(shù)，只要對象的生命期結(jié)束，程序就自動執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)來完成這些工作。 析構(gòu)函數(shù)不返回任何值，沒有函數(shù)類型，也沒有函數(shù)參數(shù)。因此它不能被重載。一個類可以有多個構(gòu)造函數(shù)，但只能有一個析構(gòu)函數(shù)。q析構(gòu)函數(shù)的作用并不僅限于釋放資源方面，它還可以輸出有關(guān)的信息。一般情況下，類的設計者應當在聲明類的同時定義析構(gòu)函數(shù)，以指定如何完成“清理”的工作。如果用戶沒有定義析構(gòu)函數(shù)，C+編譯系統(tǒng)會自動生成一個析構(gòu)函數(shù)，但它只是徒有析構(gòu)函數(shù)的名稱和形式，實際上什么操作都不進行。想讓析構(gòu)函數(shù)完成任何工作，都必須在定義的析構(gòu)函數(shù)

17、中指定。 例9.5 包含構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的C+程序。#include#includeusing namespace std;class Student /聲明Student類public:student(int n,string nam,char s ) /定義構(gòu)造函數(shù)num=n;name=nam;sex=s;coutConstructor called.endl; /輸出有關(guān)信息Student( ) /定義析構(gòu)函數(shù) coutDestructor called.endl; /輸出有關(guān)信息void display( ) /定義成員函數(shù)coutnum: numendl;coutname: nam

18、eendl;coutsex: sexendlendl; private:int num;char name10;char sex;int main( ) Student stud1(10010,Wang_li,f); /建立對象stud1stud1.display( ); /輸出學生1的數(shù)據(jù) Student stud2(10011,Zhang_fun,m); /定義對象stud2stud2.display( ); /輸出學生2的數(shù)據(jù)return 0; 程序運行結(jié)果如下： Constructor called. (執(zhí)行stud1的構(gòu)造函數(shù))num: 10010 (執(zhí)行stud1的display函

19、數(shù))name:Wang_lisex: fConstructor called. (執(zhí)行stud2的構(gòu)造函數(shù))num: 10011 (執(zhí)行stud2的display函數(shù))name:Zhang_funsex:mDestructor called. (執(zhí)行stud2的析構(gòu)函數(shù))Destructor called. (執(zhí)行stud1的析構(gòu)函數(shù)) 在使用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)時，需要特別注意對它們的調(diào)用時間和調(diào)用順序。在一般情況下，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的次序正好與調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的次序相反： 最先被調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)，其對應的(同一對象中的)析構(gòu)函數(shù)最后被調(diào)用，而最后被調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)，其對應的析構(gòu)函數(shù)最先被調(diào)用。如圖9.1

20、示意。9.3 調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序 圖9.1 但是，并不是在任何情況下都是按這一原則處理的。對象可以在不同的作用域中定義，可以有不同的存儲類別。這些會影響調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的時機。下面歸納一下什么時候調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)： (1) 在全局范圍中定義的對象它的構(gòu)造函數(shù)在文件中的所有函數(shù)(包括main函數(shù))執(zhí)行之前調(diào)用。當main函數(shù)執(zhí)行完畢或調(diào)用exit函數(shù)時(此時程序終止)，調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。 (2) 如果定義的是局部自動對象(例如在函數(shù)中定義對象)，則在建立對象時調(diào)用其構(gòu)造函數(shù)。如果函數(shù)被多次調(diào)用，則在每次建立對象時都要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。在函數(shù)調(diào)用結(jié)束、對象釋放時先調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。(3)

21、 如果在函數(shù)中定義靜態(tài)(static)局部對象，則只在程序第一次調(diào)用此函數(shù)建立對象時調(diào)用構(gòu)造函數(shù)一次，只在main函數(shù)結(jié)束或調(diào)用exit函數(shù)結(jié)束程序時，才調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。 數(shù)組也可以由對象組成(對象數(shù)組的每一個元素都是同類的對象)。例如一個班有50個學生，每個學生的屬性包括姓名、性別、年齡、成績等。如果為每一個學生建立一個對象，需要分別取50個對象名。用程序處理很不方便。這時可以定義一個“學生類”對象數(shù)組，每一個數(shù)組元素是一個“學生類”對象。例如 Student stud50; /假設已聲明了Student類，定義stud數(shù)組，有50個元素9.4 對象數(shù)組 在建立數(shù)組時，同樣要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。如果

22、有50個元素，需要調(diào)用50次構(gòu)造函數(shù)。如果構(gòu)造函數(shù)有多個參數(shù)，則不能用在定義數(shù)組時直接提供所有實參的方法，因為一個數(shù)組有多個元素，對每個元素要提供多個實參，如果再考慮到構(gòu)造函數(shù)有默認參數(shù)的情況，很容易造成實參與形參的對應關(guān)系不清晰，出現(xiàn)歧義性。 如果構(gòu)造函數(shù)有多個參數(shù)，在定義對象數(shù)組時應當怎樣實現(xiàn)初始化呢？在花括號中分別寫出構(gòu)造函數(shù)并指定實參。如果構(gòu)造函數(shù)有3個參數(shù)，分別代表學號、年齡、成績。則可以這樣定義對象數(shù)組： Student Stud3= /定義對象數(shù)組Student(1001,18,87), /調(diào)用第1個元素的構(gòu)造函數(shù)，為它提供3個實參Student(1002,19,76), /調(diào)用

23、第2個元素的構(gòu)造函數(shù)，為它提供3個實參Student(1003,18,72) /調(diào)用第3個元素的構(gòu)造函數(shù)，為它提供3個實參; 在建立對象數(shù)組時，分別調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，對每個元素初始化。每一個元素的實參分別用括號包起來，對應構(gòu)造函數(shù)的一組形參，不會混淆。例9.6 對象數(shù)組的使用方法。#include using namespace std;class Boxpublic:Box(int h=10,int w=12,int len=15): height(h),width(w),length(len) /聲明有默認參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，用參數(shù)初始化表對數(shù)據(jù)成員初始化int volume( ); privat

24、e:int height;int width; int length;int Box volume( ) return(height*width*length);int main( ) Box a3= /定義對象數(shù)組Box(10,12,15), /調(diào)用構(gòu)造函數(shù)Box，提供第1個元素的實參Box(15,18,20), /調(diào)用構(gòu)造函數(shù)Box，提供第2個元素的實參Box(16,20,26) /調(diào)用構(gòu)造函數(shù)Box，提供第3個元素的實參; coutvolume of a0 is a0.volume( )endl; coutvolume of a1 is a1.volume( )endl; coutvol

25、ume of a2 is a2.volume( )endl; 運行結(jié)果如下： volume of a0 is 1800volume of a1 is 5400volume of a2 is 8320 在建立對象時，編譯系統(tǒng)會為每一個對象分配一定的存儲空間，以存放其成員。對象空間的起始地址就是對象的指針?？梢远x一個指針變量，用來存放對象的指針。如果有一個類：class Timepublic:int hour;int minute;int sec;void get_time( );9.5 對象指針 9.5.1 指向?qū)ο蟮闹羔?void Time get_time( )couthour:minut

26、e:sechour pt所指向的對象中的hour成員，即t1.hour(*pt).get_time ( ) 調(diào)用pt所指向的對象中的get_time函數(shù)，即t1.get_timept-get_time ( ) 調(diào)用pt所指向的對象中的get_time函數(shù)，即t1.get_time 對象有地址，存放對象初始地址的指針變量就是指向?qū)ο蟮闹羔樧兞?。對象中的成員也有地址，存放對象成員地址的指針變量就是指向?qū)ο蟪蓡T的指針變量。9.5.2 指向?qū)ο蟪蓡T的指針 1. 指向?qū)ο髷?shù)據(jù)成員的指針定義指向?qū)ο髷?shù)據(jù)成員的指針變量的方法和定義指向普通變量的指針變量方法相同。例如int *p1; /定義指向整型數(shù)據(jù)的指針

27、變量定義指向?qū)ο髷?shù)據(jù)成員的指針變量的一般形式為數(shù)據(jù)類型名 *指針變量名；如果Time類的數(shù)據(jù)成員hour為公用的整型數(shù)據(jù)，則可以在類外通過指向?qū)ο髷?shù)據(jù)成員的指針變量訪問對象數(shù)據(jù)成員hour。p1= /將對象t1的數(shù)據(jù)成員hour的地址賦給p1，p1指向t1.hourcout*p1endl; /輸出t1.hour的值 例9.7 有關(guān)對象指針的使用方法。#include using namespace std;class Timepublic:Time(int,int,int);int hour;int minute;int sec;void get_time( ); /聲明公有成員函數(shù); Tim

28、e Time(int h,int m,int s) hour=h;minute=m;sec=s;void Time get_time( ) /定義公有成員函數(shù)couthour:minute: secendl;int main( ) Time t1(10,13,56); /定義Time類對象t1int *p1= /定義指向整型數(shù)據(jù)的指針變量p1，并使p1指向t1.hourcout*p1get_time( ); /調(diào)用p2所指向?qū)ο?即t1)的get_time函數(shù) 每個對象中的數(shù)據(jù)成員都分別占有存儲空間，如果對同一個類定義了n個對象，則有n組同樣大小的空間以存放n個對象中的數(shù)據(jù)成員。但是，不同對象

29、都調(diào)用同一個函數(shù)代碼段。那么，當不同對象的成員函數(shù)引用數(shù)據(jù)成員時，怎么能保證引用的是所指定的對象的數(shù)據(jù)成員呢？9.5.3 this 指針 在每一個成員函數(shù)中都包含一個特殊的指針，這個指針的名字是固定的，稱為this。它是指向本類對象的指針，它的值是當前被調(diào)用的成員函數(shù)所在的對象的起始地址。例如，當調(diào)用成員函數(shù)a.volume時，編譯系統(tǒng)就把對象a的起始地址賦給this指針，于是在成員函數(shù)引用數(shù)據(jù)成員時，就按照this的指向找到對象a的數(shù)據(jù)成員。例如volume函數(shù)要計算height*width*length的值，實際上是執(zhí)行： (this-height)*(this-width)*(this-

30、length)由于當前this指向a，因此相當于執(zhí)行： (a.height)*(a.width)*(a.length)這就計算出長方體a的體積。 this指針是隱式使用的，它是作為參數(shù)被傳遞給成員函數(shù)的。本來，成員函數(shù)volume的定義如下： int Box volume( ) return (height*width*length); C+把它處理為int Box volume(Box *this) return(this-height * this-width * this-length); 即在成員函數(shù)的形參表列中增加一個this指針。在調(diào)用該成員函數(shù)時，實際上是用以下方式調(diào)用的： a.

31、volume(將對象a的地址傳給形參this指針。然后按this的指向去引用其他成員。 需要說明： 這些都是編譯系統(tǒng)自動實現(xiàn)的，編程序者不必人為地在形參中增加this指針，也不必將對象a的地址傳給this指針。在需要時也可以顯式地使用this指針。例如在Box類的volume函數(shù)中，下面兩種表示方法都是合法的、相互等價的。return(height * width * length); /隱含使用this指針return(this-height * this-width * this-length); /顯式使用this指針 可以用*this表示被調(diào)用的成員函數(shù)所在的對象，*this就是thi

32、s所指向的對象，即當前的對象。例如在成員函數(shù)a.volume( )的函數(shù)體中，如果出現(xiàn)*this，它就是本對象a。上面的return語句也可寫成 return(*this).height * (*this).width * (*this).length); 注意*this兩側(cè)的括號不能省略，不能寫成*this.height。所謂“調(diào)用對象a的成員函數(shù)f”，實際上是在調(diào)用成員函數(shù)f時使this指針指向?qū)ο骯，從而訪問對象a的成員。在使用“調(diào)用對象a的成員函數(shù)f”時，應當對它的含義有正確的理解。 有時人們希望在需要用到對象時才建立對象，在不需要用該對象時就撤銷它，釋放它所占的內(nèi)存空間以供別的數(shù)據(jù)使

33、用。這樣可提高內(nèi)存空間的利用率。用new運算符動態(tài)建立對象，用delete運算符撤銷對象。如果已經(jīng)定義了一個Box類，可以用下面的方法動態(tài)地建立一個對象： 9.7 對象的動態(tài)建立和釋放 new Box;編譯系統(tǒng)開辟了一段內(nèi)存空間，并在此內(nèi)存空間中存放一個Box類對象，同時調(diào)用該類的構(gòu)造函數(shù)，以使該對象初始化(如果已對構(gòu)造函數(shù)賦予此功能的話)。但是此時用戶還無法訪問這個對象，因為這個對象既沒有對象名，用戶也不知道它的地址。這種對象稱為無名對象，它確實是存在的，但它沒有名字。用new運算符動態(tài)地分配內(nèi)存后，將返回一個指向新對象的指針的值，即所分配的內(nèi)存空間的起始地址。用戶需要定義一個指向本類的對象

34、的指針變量來存放該地址。如 Box *pt; /定義一個指向Box類對象的指針變量ptpt=new Box; /在pt中存放了新建對象的起始地址 在程序中就可以通過pt訪問這個新建的對象。如 coutheight; /輸出該對象的height成員coutvolume( ); /調(diào)用該對象的volume函數(shù)，計算并輸出體積C+還允許在執(zhí)行new時，對新建立的對象進行初始化。如(調(diào)帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)） Box *pt=new Box(12,15,18);這種寫法是把上面兩個語句(定義指針變量和用new建立新對象)合并為一個語句，并指定初值。這樣更精煉。新對象中的height，width和length

35、分別獲得初值12,15,18。調(diào)用對象既可以通過對象名，也可以通過指針。用new建立的動態(tài)對象一般是不用對象名的，是通過指針訪問的，它主要應用于動態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如鏈表。訪問鏈表中的結(jié)點，并不需要通過對象名， 在執(zhí)行new運算時，如果內(nèi)存量不足，無法開辟所需的內(nèi)存空間，目前大多數(shù)C+編譯系統(tǒng)都使new返回一個0指針值。只要檢測返回值是否為0，就可判斷分配內(nèi)存是否成功。在不再需要使用由new建立的對象時，可以用delete運算符予以釋放。如delete pt; /釋放pt指向的內(nèi)存空間 這就撤銷了pt指向的對象。在執(zhí)行delete運算符時，在釋放內(nèi)存空間之前，自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，完成有關(guān)善后清理工作

36、。 如果對一個類定義了兩個或多個對象，則這些同類的對象之間可以互相賦值，即一個對象的值可以賦給另一個同類的對象。對象的值是指對象中所有數(shù)據(jù)成員的值。對象之間的賦值也是通過賦值運算符“=”進行的。本來，賦值運算符“=”只能用來對單個的變量賦值，現(xiàn)在被擴展為兩個同類對象之間的賦值，這是通過對賦值運算符的重載實現(xiàn)的。實際這個過程是通過成員復制來完成的，即將一個對象的成員值一一復制給另一對象的對應成員。9.8 對象的賦值和復制COPY 9.8.1 對象的賦值 對象名1 = 對象名2;注意對象名1和對象名2必須屬于同一個類。例如Student stud1,stud2; /定義兩個同類的對象stud2=s

37、tud1; /將stud1賦給stud2通過下面的例子可以了解怎樣進行對象的賦值。例9.9 對象的賦值。#include using namespace std;class Box public:Box(int=10,int=10,int=10); /聲明有默認參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)int volume( );private:int height;int width; int length;Box Box(int h,int w,int len)height=h;width=w;length=len;int Box volume( )return(height*width*length); /返回體積

38、int main( )Box box1(15,30,25),box2; /定義兩個對象box1和box2coutThe volume of box1 is box1.volume( )endl; box2=box1; /將box1的值賦給box2coutThe volume of box2 is box2.volume( )endl;return 0; 運行結(jié)果如下： The volume of box1 is 11250The volume of box2 is 11250說明： (1) 對象的賦值只對其中的數(shù)據(jù)成員賦值，而不對成員函數(shù)賦值。(2) 類的數(shù)據(jù)成員中不能包括動態(tài)分配的數(shù)據(jù)，否則

39、在賦值時可能出現(xiàn)嚴重后果。 有時需要用到多個完全相同的對象。此外，有時需要將對象在某一瞬時的狀態(tài)保留下來。這就是對象的復制機制。用一個已有的對象快速地復制出多個完全相同的對象。如Box box2(box1);其作用是用已有的對象box1去克隆出一個新對象box2。其一般形式為類名 對象2(對象1)；用對象1復制出對象2。9.8.2 對象的復制 可以看到： 它與前面介紹過的定義對象方式類似，但是括號中給出的參數(shù)不是一般的變量，而是對象。在建立對象時調(diào)用一個特殊的構(gòu)造函數(shù)復制構(gòu)造函數(shù)(copy constructor)。這個函數(shù)的形式是這樣的： /The copy constructor defi

40、nition.Box Box(const Boxwidth=b.width;length=b.length;復制構(gòu)造函數(shù)也是構(gòu)造函數(shù)，但它只有一個參數(shù)，這個參數(shù)是本類的對象(不能是其他類的對象)，而且采用對象的引用的形式(一般約定加const聲明，使參數(shù)值不能改變，以免在調(diào)用此函數(shù)時因不慎而使對象值被修改)。 此復制構(gòu)造函數(shù)的作用就是將實參對象的各成員值一一賦給新的對象中對應的成員?；仡檹椭茖ο蟮恼Z句Box box2(box1);這實際上也是建立對象的語句，建立一個新對象box2。由于在括號內(nèi)給定的實參是對象，因此編譯系統(tǒng)就調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)(它的形參也是對象)，而不會去調(diào)用其他構(gòu)造函數(shù)。實參b

41、ox1的地址傳遞給形參b(b是box1的引用)，因此執(zhí)行復制構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體時，將box1對象中各數(shù)據(jù)成員的值賦給box2中各數(shù)據(jù)成員。如果用戶自己未定義復制構(gòu)造函數(shù)，則編譯系統(tǒng)會自動提供一個默認的復制構(gòu)造函數(shù)，其作用只是簡單地復制類中每個數(shù)據(jù)成員。 C+還提供另一種方便用戶的復制形式，用賦值號代替括號，如Box box2=box1; /用box1初始化box2其一般形式為類名 對象名1 = 對象名2；可以在一個語句中進行多個對象的復制。如Box box2=box1,box3=box2;按box1來復制box2和box3?？梢钥闯觯?這種形式與變量初始化語句類似，請與下面定義變量的語句作比較：

42、 int a=4,b=a;這種形式看起來很直觀，用起來很方便。但是其作用都是調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)。 請注意對象的復制和對象的賦值在概念上和語法上的區(qū)別。對象的賦值是對一個已經(jīng)存在的對象賦值，因此必須先定義被賦值的對象，才能進行賦值。而對象的復制則是從無到有地建立一個新對象，并使它與一個已有的對象完全相同(包括對象的結(jié)構(gòu)和成員的值)?？梢詫?.7程序中的主函數(shù)作一些修改:int main( )Box box1(15,30,25); /定義box1coutThe volume of box1 is box1.volume( )endl;Box box2=box1,box3=box2; /按box1來

43、復制box2,box3coutThe volume of box2 is box2.volume( )endl; coutThe volume of box3 is box3.volume( )endl;執(zhí)行完第3行后，3個對象的狀態(tài)完全相同。 請注意普通構(gòu)造函數(shù)和復制構(gòu)造函數(shù)的區(qū)別！(1) 在形式上類名(形參表列); /普通構(gòu)造函數(shù)的聲明，如Box(int h,int w,int len);類名(類名 /復制構(gòu)造函數(shù)的聲明，如Box(Box (2) 在建立對象時，實參類型不同。系統(tǒng)會根據(jù)實參的類型決定調(diào)用普通構(gòu)造函數(shù)或復制構(gòu)造函數(shù)。如 Box box1(12,15,16); /實參為整數(shù)，調(diào)

44、用普通構(gòu)造函數(shù)Box box2(box1); /實參是對象名，調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)（3） 在什么情況下被調(diào)用普通構(gòu)造函數(shù)在程序中建立對象時被調(diào)用。復制構(gòu)造函數(shù)在用已有對象復制一個新對象時被調(diào)用，在以下3種情況下需要克隆對象： 程序中需要新建立一個對象，并用另一個同類的對象對它初始化，如前面介紹的那樣。 當函數(shù)的參數(shù)為類的對象時。在調(diào)用函數(shù)時需要將實參對象完整地傳遞給形參，也就是需要建立一個實參的拷貝，這就是按實參復制一個形參，系統(tǒng)是通過調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)來實現(xiàn)的，這樣能保證形參具有和實參完全相同的值。如 void fun(Box b) /形參是類的對象 int main( ) Box box1(12

45、,15,18);fun(box1); /實參是類的對象，調(diào)用函數(shù)時將復制一個新對象breturn 0; 函數(shù)的返回值是類的對象。在函數(shù)調(diào)用完畢將返回值帶回函數(shù)調(diào)用處時。此時需要將函數(shù)中的對象復制一個臨時對象并傳給該函數(shù)的調(diào)用處。如 Box f( ) /函數(shù)f的類型為Box類類型Box box1(12,15,18);return box1; /返回值是Box類的對象int main( )Box box2; /定義Box類的對象box2box2=f( ); /調(diào)用f函數(shù)，返回Box類的臨時對象，并將它賦值給box2 以上幾種調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)都是由編譯系統(tǒng)自動實現(xiàn)的，不必由用戶自己去調(diào)用，讀者只要知

46、道在這些情況下需要調(diào)用復制構(gòu)造函數(shù)就可以了。 如果有n個同類的對象，那么每一個對象都分別有自己的數(shù)據(jù)成員，不同對象的數(shù)據(jù)成員各自有值，互不相干。但是有時人們希望有某一個或幾個數(shù)據(jù)成員為所有對象所共有。這樣可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。在第7章中曾介紹過全局變量，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享。如果在一個程序文件中有多個函數(shù)，在每一個函數(shù)中都可以改變?nèi)肿兞康闹担肿兞康闹禐楦骱瘮?shù)共享。但是用全局變量的安全性得不到保證，由于在各處都可以自由地修改全局變量的值，很有可能偶一失誤，全局變量的值就被修改，導致程序的失敗。因此在實際工作中很少使用全局變量。如果想在同類的多個對象之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，也不要用全局對象，可以用靜態(tài)的

47、數(shù)據(jù)成員。9.9 靜態(tài)成員 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是一種特殊的數(shù)據(jù)成員。它以關(guān)鍵字static開頭。例如class Boxpublic:int volume( );private:static int height; /把height定義為靜態(tài)的數(shù)據(jù)成員int width;int length;如果希望各對象中的height的值是一樣的，就可以把它定義為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，這樣它就為各對象所共有，而不只屬于某個對象的成員，9.9.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 所有對象都可以引用它。每個對象都可以引用這個靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對所有對象都是一樣的。如果改變它的值，則在各對象中這個數(shù)據(jù)成員的值都同時改變了。這樣可以節(jié)

48、約空間，提高效率。說明： (1) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員不屬于某一個對象，在為對象所分配的空間中不包括靜態(tài)數(shù)據(jù)成員所占的空間。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是在所有對象之外單獨開辟空間。只要在類中定義了靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，即使不定義對象，也為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員分配空間，它可以被引用。 (2) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員,它不隨對象的建立而分配空間，也不隨對象的撤銷而釋放。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是在程序編譯時被分配空間的，到程序結(jié)束時才釋放空間。(3) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以初始化，但只能在類體外進行初始化。如int Box height=10; /表示對Box類中的數(shù)據(jù)成員初始化 其一般形式為數(shù)據(jù)類型類名靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名=初值；不必在初始化語句中加static。注

49、意： 不能用參數(shù)初始化表對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化。如在定義Box類中這樣定義構(gòu)造函數(shù)是錯誤的： Box(int h,int w,int len):height(h) /錯誤，height是靜態(tài)數(shù)據(jù)成員如果未對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員賦初值，則編譯系統(tǒng)會自動賦予初值0。(4) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員既可以通過對象名引用，也可以通過類名來引用。例9.10 引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。 #include using namespace std;class Boxpublic:Box(int,int);int volume( );static int height; /把height定義為公用的靜態(tài)的數(shù)據(jù)成員int width;int

50、length;Box Box(int w,int len) /通過構(gòu)造函數(shù)對width和length賦初值width=w;length=len; int Box volume( )return(height*width*length);int Box height=10; /對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員height初始化 int main( )Box a(15,20),b(20,30);couta.heightendl; /通過對象名a引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員coutb.heightendl; /通過對象名b引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員coutBox heightendl; /通過類名引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員couta.volume(

51、 )endl; /調(diào)用volume函數(shù)，計算體積，輸出結(jié)果上面3個輸出語句的輸出結(jié)果相同(都是10)。所有對象的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員實際上是同一個數(shù)據(jù)成員。請注意： 在上面的程序中將height定義為公用的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，所以在類外可以直接引用。在類外可以通過對象名引用公用的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，也可以通過類名引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。即使沒有定義類對象，也可以通過類名引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。 這說明靜態(tài)數(shù)據(jù)成員并不是屬于對象的，而是屬于類的，但類的對象可以引用它。類內(nèi)可隨便訪問。如果靜態(tài)數(shù)據(jù)成員被定義為私有的，則不能在類外直接引用，而必須通過公用的成員函數(shù)引用。(5) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的作用：各對象之間的數(shù)據(jù)有了溝通的渠道，實

52、現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，因此可以不使用全局變量。全局變量破壞了封裝的原則，不符合面向?qū)ο蟪绦虻囊?。注意公用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員與全局變量的不同，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的作用域只限于定義該類的作用域內(nèi)在此作用域內(nèi)，可以通過類名和域運算符“”引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，而不論類對象是否存在。 成員函數(shù)也可以定義為靜態(tài)的，在類中聲明函數(shù)的前面加static就成了靜態(tài)成員函數(shù)。如static int volume( );和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，如果要在類外調(diào)用公用的靜態(tài)成員函數(shù)，要用類名和域運算符“”。如 Box volume( );實際上也允許通過對象名調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)，如a.volume( );但這并不意味著此函數(shù)是屬于對象a的，而只是用

53、a的類型而已。9.9.2 靜態(tài)成員函數(shù) 靜態(tài)成員函數(shù)的作用：不是為了對象之間的溝通，而是為了能處理靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。前面曾指出： 當調(diào)用一個對象的成員函數(shù)(非靜態(tài)成員函數(shù))時，系統(tǒng)會把該對象的起始地址賦給成員函數(shù)的this指針。而靜態(tài)成員函數(shù)并不屬于某一對象，它與任何對象都無關(guān)，因此靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針。既然它沒有指向某一對象，就無法對一個對象中的非靜態(tài)成員進行默認訪問。靜態(tài)成員函數(shù)與非靜態(tài)成員函數(shù)的根本區(qū)別： 非靜態(tài)成員函數(shù)有this指針，而靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針。由此，靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問本類中的非靜態(tài)成員。 靜態(tài)成員函數(shù)可以直接引用本類中的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，靜態(tài)成員函數(shù)主要用來訪問

54、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，而不訪問非靜態(tài)成員。假如在一個靜態(tài)成員函數(shù)中有以下語句： coutheightendl; /若height已聲明為static，則引用本類中的靜態(tài)成員，合法coutwidthendl; /若width是非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，不合法如果一定要引用本類的非靜態(tài)成員，應該加對象名和成員運算符“.”。如couta.widthendl; /引用本類對象a中的非靜態(tài)成員假設a已定義為Box類對象，且在當前作用域內(nèi)有效，則此語句合法。 例9.11 靜態(tài)成員函數(shù)的應用。#include using namespace std;class Student /定義Student類public:Studen

55、t(int n,int a,float s):num(n),age(a),score(s) /定義構(gòu)造函數(shù)void total( );static float average( ); /聲明靜態(tài)成員函數(shù)private:int num;int age;float score;static float sum; /靜態(tài)數(shù)據(jù)成員static int count; /靜態(tài)數(shù)據(jù)成員; void Student total( ) /定義非靜態(tài)成員函數(shù)sum+=score; /累加總分，類內(nèi)訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 count+; /累計已統(tǒng)計的人數(shù)，類內(nèi)訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 float Student average

56、( ) /定義靜態(tài)成員函數(shù)return(sum/count); /只能訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員float Student sum=0; /對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化int Student count=0; /對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化int main( ) Student stud3= /定義對象數(shù)組并初始化Student(1001,18,70),Student(1002,19,78),Student(1005,20,98);int n;coutn; /輸入需要求前面多少名學生的平均成績 for(int i=0;in;i+) /調(diào)用3次total函數(shù)studi.total( ); coutthe average

57、score of n students is Student average( )endl;/調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)return 0; 運行結(jié)果為please input the number of students:3the average score of 3 students is 82.3333說明： (1)在Student類中定義了兩個靜態(tài)數(shù)據(jù)成員sum(總分)和count(累計需要統(tǒng)計的學生人數(shù))，這是由于這兩個數(shù)據(jù)成員的值是需要進行累加的，它們并不是只屬于某一個對象元素，而是由各對象元素共享的，可以看出： 它們的值是在不斷變化的，而且無論對哪個對象元素而言，都是相同的，而且始終不釋放內(nèi)

58、存空間。 (2)注意： total是公有的成員函數(shù)，公有的成員函數(shù)可以引用本對象中的一般數(shù)據(jù)成員(非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員)，也可以引用類中的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。score是非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，sum和count是靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。(3) average是靜態(tài)成員函數(shù)，可以直接引用私有的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員(不必加類名或?qū)ο竺?，函數(shù)返回成績的平均值。(4) 在main函數(shù)中，引用total函數(shù)要加對象名(今用對象數(shù)組元素名)，引用靜態(tài)成員函數(shù)average函數(shù)要用類名或?qū)ο竺?類的基本訪問規(guī)則：在一個類中可以有公用的(public)成員和私有的(private)成員。在類外可以訪問公用成員，只有本類中的函數(shù)可以訪問本類的

59、私有成員?，F(xiàn)在，我們來補充介紹一個例外友元(friend)。友元可以訪問與其有好友關(guān)系的類中的私有成員。友元包括友元函數(shù)和友元類。9.10 友元 如果在本類以外的其他地方定義了一個函數(shù)(這個函數(shù)可以是不屬于任何類的非成員函數(shù)，也可以是其他類的成員函數(shù))。在類體中用friend對其進行聲明，此函數(shù)就稱為本類的友元函數(shù)。友元函數(shù)可以訪問這個類中的私有成員，但是外部訪問。9.10.1 友元函數(shù) 1. 將普通函數(shù)聲明為友元函數(shù)例9.12 友元函數(shù)的簡單例子。#include using namespace std;class Timepublic:Time(int,int,int);friend vo

60、id display(Time /聲明display函數(shù)為Time類的友元函數(shù) private: /以下數(shù)據(jù)是私有數(shù)據(jù)成員int hour;int minute;int sec; ;Time Time(int h,int m,int s) /構(gòu)造函數(shù)，給hour,minute,sec賦初值hour=h; minute=m;sec=s;void display(Timeint main( ) Time t1(10,13,56);display(t1);return 0; /調(diào)用display函數(shù)，實參t1是Time類對象程序輸出結(jié)果如下： 10:13:56 由于聲明了display是Time類的

61、friend函數(shù)，所以display函數(shù)可以引用Time中的私有成員hour,minute,sec。但注意在引用這些私有數(shù)據(jù)成員時，必須加上對象名，不能寫成 couthour:minute:secendl;與類的成員函數(shù)的區(qū)別！只能以外部方式訪問私有成員。 2. 友元成員函數(shù)friend函數(shù)不僅可以是一般函數(shù)(非成員函數(shù))，而且可以是另一個類中的成員函數(shù)。例9.13 友元成員函數(shù)的簡單應用。#include using namespace std;class Date; /對Date類的提前引用聲明，？因在Time類中用到class Time /定義Time類public:Time(int,i

62、nt,int);void display(Date /display是成員函數(shù)，形參是Date類對象的引用 private: int hour; int minute;int sec;class Date /聲明Date類public:Date(int,int,int);friend void Time display(Date /聲明Time中的display函數(shù)為本類的友元成員函數(shù) private:int month;int day;int year; Time Time(int h,int m,int s) /類Time的構(gòu)造函數(shù)hour=h;minute=m;sec=s; void T

63、ime display(Date /引用Date類對象中的私有數(shù)據(jù)couthour:minute:secendl; /引用本類對象中的私有數(shù)據(jù)Date Date(int m,int d,int y) /類Date的構(gòu)造函數(shù)month=m;day=d;year=y;int main( )Time t1(10,13,56); /定義Time類對象t1Date d1(12,25,2004); /定義Date類對象d1 t1.display(d1); /調(diào)用t1中的display函數(shù)，實參是Date類對象d1return 0; 運行時輸出： 12/25/2004 (輸出Date類對象d1中的私有數(shù)據(jù))

64、10:13:56 (輸出Time類對象t1中的私有數(shù)據(jù))在本例中定義了兩個類Time和Date。程序第3行是對Date類的聲明，因為在第7行和第16行中對display函數(shù)的聲明和定義中要用到類名Date，而對Date類的定義卻在其后面。在一般情況下，兩個不同的類是互不相干的。在本例中，由于在Date類中聲明了Time類中的display成員函數(shù)是Date類的“朋友”，因此該函數(shù)可以引用Date類中所有的數(shù)據(jù)。請注意在本程序中調(diào)用友元函數(shù)訪問有關(guān)類的私有數(shù)據(jù)方法。 不僅可以將一個函數(shù)聲明為一個類的“朋友”，而且可以將一個類(例如B類)聲明為另一個類(例如A類)的“朋友”。這時B類就是A類的友元類。友元類B中的所有函數(shù)都是A類的友元函數(shù)，可以訪問A類中的所有成員。不講！9.10.2 友元類 本章概念總結(jié)：v構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)；v對象指針，this指針；v復制構(gòu)造函數(shù)v靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，靜態(tài)函數(shù)成員v友員，友員函數(shù)，友員成員函數(shù)掌握其作用與使用規(guī)則