第五章 C+程序的結(jié)構(gòu),C+語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),本章主要內(nèi)容,作用域與可見(jiàn)性 對(duì)象的生存期 數(shù)據(jù)與函數(shù) 靜態(tài)成員 共享數(shù)據(jù)的保護(hù) 友元 編譯預(yù)處理命令 多文件結(jié)構(gòu)和工程,函數(shù)原型的作用域,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： double Area(double radius);,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(wú)。,作用域與可見(jiàn)性,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： void fun(int a) int b(a); cinb; if (b0) int c; . ,作用域與可見(jiàn)性,類(lèi)作用域,類(lèi)作用域作用于特定的成員名。 類(lèi)X的成員M具有類(lèi)作用域，對(duì)M的訪問(wèn)方式如下： 如果在X的成員函數(shù)中沒(méi)有聲明同名的局部作用域標(biāo)識(shí)符，那么在該函數(shù)內(nèi)可以訪問(wèn)成員M。 通過(guò)表達(dá)式x.M或者X:M訪問(wèn)。 通過(guò)表達(dá)式prt-M,作用域與可見(jiàn)性,文件作用域,不在前述各個(gè)作用域中出現(xiàn)的聲明，具有文件作用域，這樣聲明的標(biāo)識(shí)符的作用域開(kāi)始于聲明點(diǎn)，結(jié)束于文件尾。,作用域與可見(jiàn)性,可見(jiàn)性,可見(jiàn)性是從對(duì)標(biāo)識(shí)符的引用的角度來(lái)談的概念 可見(jiàn)性表示從內(nèi)層作用域向外層作用域“看”時(shí)能看見(jiàn)什么。 如果標(biāo)識(shí)在某處可見(jiàn)，則就可以在該處引用此標(biāo)識(shí)符。,作用域與可見(jiàn)性,可見(jiàn)性,標(biāo)識(shí)符應(yīng)聲明在先，引用在后。 如果某個(gè)標(biāo)識(shí)符在外層中聲明，且在內(nèi)層中沒(méi)有同一標(biāo)識(shí)符的聲明，則該標(biāo)識(shí)符在內(nèi)層可見(jiàn)。 對(duì)于兩個(gè)嵌套的作用域，如果在內(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(jiàn)。,作用域與可見(jiàn)性,同一作用域中的同名標(biāo)識(shí)符,在同一作用域內(nèi)的對(duì)象名、函數(shù)名、枚舉常量名會(huì)隱藏同名的類(lèi)名或枚舉類(lèi)型名。 重載的函數(shù)可以有相同的函數(shù)名。,作用域與可見(jiàn)性,#include using namespace std; int i; /文件作用域 int main() i=5; int i; /塊作用域 i=7; cout<<i=<<i<<endl; /輸出7 cout<<i=<<i; /輸出5 return 0; ,作用域與可見(jiàn)性,例 5.1,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。,靜態(tài)生存期,這種生存期與程序的運(yùn)行期相同。 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，要冠以關(guān)鍵字static 。,對(duì)象的生存期,#include using namespace std; int i=5; /文件作用域 int main() cout<<i=<<i<<endl; return 0; i具有靜態(tài)生存期,對(duì)象的生存期,例,動(dòng)態(tài)生存期,塊作用域中聲明的，沒(méi)有用static修是的對(duì)象是動(dòng)態(tài)生存期的對(duì)象（習(xí)慣稱(chēng)局部生存期對(duì)象）。 開(kāi)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。,對(duì)象的生存期,#include using namespace std; void fun(); int main() fun(); fun(); void fun() static int a=1; int i=5; a+; i+; cout<<i=<<i<<,a=<<a<<endl; ,運(yùn)行結(jié)果： i=6, a=2 i=6, a=3 i是動(dòng)態(tài)生存期 a是靜態(tài)生存期,對(duì)象的生存期,例,例5-2 變量的生存期與可見(jiàn)性,#include using namespace std; int i=1; / i 為全局變量，具有靜態(tài)生存期。 int main() static int a; / 靜態(tài)局部變量，有全局壽命，局部可見(jiàn)。 int b=-10; / b, c為局部變量，具有動(dòng)態(tài)生存期。 int c=0; void other(void); cout<<-MAIN-n; cout<< i: <<i<< a: <<a<< b: <<b<< c: <<c<<endl; c=c+8; other(); cout<<-MAIN-n; cout<< i: <<i<< a: <<a<< b: <<b<< c: <<c<<endl; i=i+10; other(); ,對(duì)象的生存期,void other(void) static int a=2; static int b; / a,b為靜態(tài)局部變量，具有全局壽命，局部可見(jiàn)。 /只第一次進(jìn)入函數(shù)時(shí)被初始化。 int c=10; / C為局部變量，具有動(dòng)態(tài)生存期， /每次進(jìn)入函數(shù)時(shí)都初始化。 a=a+2; i=i+32; c=c+5; cout<<-OTHER-n; cout<< i: <<i<< a: <<a<< b: <<b<< c: <<c<<endl; b=a; ,17,運(yùn)行結(jié)果： -MAIN- i: 1 a: 0 b: -10 c: 0 -OTHER- i: 33 a: 4 b: 0 c: 15 -MAIN- i: 33 a: 0 b: -10 c: 8 -OTHER- i: 75 a: 6 b: 4 c: 15,18,例5-3具有靜態(tài)、動(dòng)態(tài)生存期對(duì)象的時(shí)鐘程序,#include using namespace std; class Clock/時(shí)鐘類(lèi)聲明 public:/外部接口 Clock(); void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); /三個(gè)形參均具有函數(shù)原型作用域 void ShowTime(); Clock() private:/私有數(shù)據(jù)成員 int Hour,Minute,Second; ;,對(duì)象的生存期,/時(shí)鐘類(lèi)成員函數(shù)實(shí)現(xiàn) Clock:Clock()/構(gòu)造函數(shù) Hour=0; Minute=0; Second=0; void Clock:SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; void Clock:ShowTime() cout<<Hour<<:<<Minute<<:<<Second<<endl; ,20,Clock globClock;/聲明對(duì)象globClock， /具有靜態(tài)生存期，文件作用域 int main()/主函數(shù) cout<<First time output:<<endl; /引用具有文件作用域的對(duì)象： globClock.ShowTime(); /對(duì)象的成員函數(shù)具有類(lèi)作用域 globClock.SetTime(8,30,30); Clock myClock(globClock); /聲明具有塊作用域的對(duì)象myClock cout<<Second time output:<<endl; myClock.ShowTime();/引用具有塊作用域的對(duì)象 ,21,程序的運(yùn)行結(jié)果為： First time output: 0:0:0 Second time output: 8:30:30,22,數(shù)據(jù)與函數(shù),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在局部對(duì)象中，通過(guò)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(lèi)中。,數(shù)據(jù)與函數(shù),使用全局對(duì)象,#include using namespace std; int global; void f() global=5; void g() cout<<global<<endl; int main() f(); g(); /輸出“5” return 0; ,數(shù)據(jù)與函數(shù),將函數(shù)與數(shù)據(jù)封裝,#include using namespace std; class Application public: void f(); void g(); private: int global; ; void Application:f() global=5; void Application:g() cout<<global<<endl;,int main() Application MyApp; MyApp.f(); MyApp.g(); return 0; ,數(shù)據(jù)與函數(shù),靜態(tài)成員,靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 用關(guān)鍵字static聲明 該類(lèi)的所有對(duì)象維護(hù)該成員的同一個(gè)拷貝 必須在類(lèi)外文件作用域的地方定義和初始化，用(:)來(lái)指明所屬的類(lèi)。 靜態(tài)成員函數(shù) 類(lèi)外代碼可以使用類(lèi)名和作用域操作符來(lái)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(lèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或靜態(tài)成員函數(shù)。,靜態(tài)成員,例5-4 具有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的 Point類(lèi),#include using namespace std; class Point public: Point(int xx=0, int yy=0) X=xx; Y=yy; countP+; Point(Point ,靜態(tài)成員,Point:Point(Point ,28,靜態(tài)成員函數(shù)舉例,#include using namespace std; class Application public: static void f(); static void g(); private: static int global; ; int Application:global =0;,void Application:f() global=5; void Application:g() cout<<global<<endl; int main() Application:f(); Application:g(); return 0; ,靜態(tài)成員,靜態(tài)成員函數(shù)舉例,class A public: static void f(A a); private: int x; ; void A:f(A a) cout<<x; /對(duì)x的引用是錯(cuò)誤的 cout<<a.x; /正確 ,靜態(tài)成員,具有靜態(tài)數(shù)據(jù)、函數(shù)成員的 Point類(lèi),#include using namespace std; class Point/Point類(lèi)聲明 public:/外部接口 Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy;countP+; Point(Point ,靜態(tài)成員,Point:Point(Point /輸出對(duì)象號(hào)，類(lèi)名引用 ,32,友元,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(guò)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)模塊中本是被隱藏的信息。 可以使用友元函數(shù)和友元類(lèi)。 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。,友 元,友元函數(shù),友元函數(shù)是在類(lèi)聲明中由關(guān)鍵字friend修飾說(shuō)明的非成員函數(shù)，在它的函數(shù)體中能夠通過(guò)對(duì)象名訪問(wèn) private 和 protected成員 作用：增加靈活性，使程序員可以在封裝和快速性方面做合理選擇。 訪問(wèn)對(duì)象中的成員必須通過(guò)對(duì)象名。,友 元,例5-6 使用友元函數(shù)計(jì)算兩點(diǎn)距離,#include #include using namespace std; class Point/Point類(lèi)聲明 public:/外部接口 Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy; int GetX() return X; int GetY() return Y; friend float Distance(Point ,友 元,double Distance( Point ,36,友元類(lèi),若一個(gè)類(lèi)為另一個(gè)類(lèi)的友元，則此類(lèi)的所有成員都能訪問(wèn)對(duì)方類(lèi)的私有成員。 聲明語(yǔ)法：將友元類(lèi)名在另一個(gè)類(lèi)中使用friend修飾說(shuō)明。,友 元,友元類(lèi)舉例,class A friend class B; public: void Display() cout<<x<<endl; private: int x; class B public: void Set(int i); void Display(); private: A a; ;,友 元,void B:Set(int i) a.x=i; void B:Display() a.Display(); ,39,友元關(guān)系是單向的,如果聲明B類(lèi)是A類(lèi)的友元，B類(lèi)的成員函數(shù)就可以訪問(wèn)A類(lèi)的私有和保護(hù)數(shù)據(jù)，但A類(lèi)的成員函數(shù)卻不能訪問(wèn)B類(lèi)的私有、保護(hù)數(shù)據(jù)。,常類(lèi)型,常類(lèi)型的對(duì)象必須進(jìn)行初始化，而且不能被更新。 常引用：被引用的對(duì)象不能被更新。 const 類(lèi)型說(shuō)明符 void display(const double ,共享數(shù)據(jù)的保護(hù),常對(duì)象舉例,class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; . private: int x,y; ; A const a(3,4); /a是常對(duì)象，不能被更新,共享數(shù)據(jù)的保護(hù),用const修飾的對(duì)象成員,常成員函數(shù) 使用const關(guān)鍵字說(shuō)明的函數(shù)。 常成員函數(shù)不更新對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。 常成員函數(shù)說(shuō)明格式：類(lèi)型說(shuō)明符 函數(shù)名（參數(shù)表）const;這里，const是函數(shù)類(lèi)型的一個(gè)組成部分，因此在實(shí)現(xiàn)部分也要帶const關(guān)鍵字。 const關(guān)鍵字可以被用于參與對(duì)重載函數(shù)的區(qū)分 通過(guò)常對(duì)象只能調(diào)用它的常成員函數(shù)。 常數(shù)據(jù)成員 使用const說(shuō)明的數(shù)據(jù)成員。,共享數(shù)據(jù)的保護(hù),例5-8 常成員函數(shù)舉例,#include using namespace std; class R public: R(int r1, int r2)R1=r1;R2=r2; void print(); void print() const; private: int R1,R2; ;,共享數(shù)據(jù)的保護(hù),void R:print() cout<<R1<<:<<R2<<endl; void R:print() const cout<<R1<<<<R2<<endl; int main() R a(5,4); a.print(); /調(diào)用void print() const R b(20,52); b.print(); /調(diào)用void print() const ,46,例5-9 常數(shù)據(jù)成員舉例,#include using namespace std; class A public: A(int i); void print(); const int,共享數(shù)據(jù)的保護(hù),const int A:b=10; A:A(int i):a(i),r(a) void A:print() cout<<a<<:<<b<<:<<r<<endl; int main() /*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(guò)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*/ A a1(100),a2(0); a1.print(); a2.print(); ,48,編譯預(yù)處理命令,#include 包含指令 將一個(gè)源文件嵌入到當(dāng)前源文件中該點(diǎn)處。 #include 按標(biāo)準(zhǔn)方式搜索，文件位于C+系統(tǒng)目錄的include子目錄下 #include文件名 首先在當(dāng)前目錄中搜索，若沒(méi)有，再按標(biāo)準(zhǔn)方式搜索。 #define 宏定義指令 定義符號(hào)常量，很多情況下已被const定義語(yǔ)句取代。 定義帶參數(shù)宏，已被內(nèi)聯(lián)函數(shù)取代。 #undef 刪除由#define定義的宏，使之不再起作用。,條件編譯指令 #if 和 #endif,#if 常量表達(dá)式 /當(dāng)“ 常量表達(dá)式”非零時(shí)編譯 程序正文 #endif .,編譯預(yù)處理命令,條件編譯指令#else,#if 常量表達(dá)式 /當(dāng)“ 常量表達(dá)式”非零時(shí)編譯 程序正文1 #else /當(dāng)“ 常量表達(dá)式”為零時(shí)編譯 程序正文2 #endif,編譯預(yù)處理命令,條件編譯指令 #elif,#if 常量表達(dá)式1 程序正文1 /當(dāng)“ 常量表達(dá)式1”非零時(shí)編譯 #elif 常量表達(dá)式2 程序正文2 /當(dāng)“ 常量表達(dá)式2”非零時(shí)編譯 #else 程序正文3 /其它情況下編譯 #endif,編譯預(yù)處理命令,條件編譯指令,#ifdef 標(biāo)識(shí)符 程序段1 #else 程序段2 #endif 如果“標(biāo)識(shí)符”經(jīng)#defined定義過(guò)，且未經(jīng)undef刪除，則編譯程序段1，否則編譯程序段2。,編譯預(yù)處理命令,條件編譯指令,#ifndef 標(biāo)識(shí)符 程序段1 #else 程序段2 #endif 如果“標(biāo)識(shí)符”未被定義過(guò)，則編譯程序段1，否則編譯程序段2。,編譯預(yù)處理命令,多文件結(jié)構(gòu)（例5-10）,一個(gè)源程序可以劃分為多個(gè)源文件： 類(lèi)聲明文件（.h文件） 類(lèi)實(shí)現(xiàn)文件（.cpp文件） 類(lèi)的使用文件（main()所在的.cpp文件） 利用工程來(lái)組合各個(gè)文件。,不使用條件編譯的頭文件,/main.cpp #include file1.h #include file2.h int main() /file1.h #include head.h ,/file2.h #include head.h /head.h class Point ,多文件結(jié)構(gòu),使用條件編譯的頭文件,/head.h #ifndef HEAD_H #define HEAD_H class Point #endif,多文件結(jié)構(gòu),