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1、1,第四章 類與對象,C++語言程序設(shè)計,2,本章主要內(nèi)容,面向?qū)ο蟮乃枷?OOP的基本特點 類概念和聲明 對象 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,回顧：面向過程的設(shè)計方法,重點: 如何實現(xiàn)細(xì)節(jié)過程，將數(shù)據(jù)與函數(shù)分開。 形式： 主模塊+若干個子模塊（main()+子函數(shù)）。 特點： 自頂向下，逐步求精功能分解。 缺點： 效率低，程序的可重用性差。,面向?qū)ο蟮乃枷?4,面向?qū)ο蟮姆椒?目的： 實現(xiàn)軟件設(shè)計的產(chǎn)業(yè)化。 觀點： 自然界是由實體（對象）所組成。 程序設(shè)計方法： 使用面向?qū)ο蟮挠^點來描述模仿并處理現(xiàn)實問題。 要求： 高度概括、分類、和抽象。,面向?qū)ο蟮乃枷?5

2、,抽象,抽象是對具體對象（問題）進(jìn)行概括，抽出這一類對象的公共性質(zhì)并加以描述的過程。 先注意問題的本質(zhì)及描述，其次是實現(xiàn)過程或細(xì)節(jié)。 數(shù)據(jù)抽象：描述某類對象的屬性或狀態(tài)（對象相互區(qū)別的物理量）。 代碼抽象：描述某類對象的共有的行為特征或具有的功能。 抽象的實現(xiàn)：通過類的聲明。,OOP的基本特點,6,抽象實例鐘表,數(shù)據(jù)抽象： int Hour, int Minute, int Second 代碼抽象： SetTime(), ShowTime(),OOP的基本特點,7,抽象實例鐘表類,class Clock public: void SetTime(int NewH, int NewM,

3、 int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; ;,OOP的基本特點,8,抽象實例人,數(shù)據(jù)抽象： char *name,char *gender,int age,int id 代碼抽象： 生物屬性角度：GetCloth(), Eat(), Step(), 社會屬性角度：Work(), Promote() ,,OOP的基本特點,9,封裝,將抽象出的數(shù)據(jù)成員、代碼成員相結(jié)合，將它們視為一個整體。 目的是曾強安全性和簡化編程，使用者不必了解具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，而只需要通過外部接口，以特定的訪問權(quán)限

4、，來使用類的成員。 實現(xiàn)封裝：類聲明中的,OOP的基本特點,10,封裝,實例： class Clock public: void SetTime(int NewH,int NewM, int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; ;,特定的訪問權(quán)限,OOP的基本特點,,,11,繼承與派生,是C++中支持層次分類的一種機制，允許程序員在保持原有類特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更具體的說明。 實現(xiàn)：聲明派生類第七章,OOP的基本特點,12,多態(tài)性,多態(tài)：同一名稱，不同的功能實現(xiàn)方式。 目的：達(dá)到行為

5、標(biāo)識統(tǒng)一，減少程序中標(biāo)識符的個數(shù)。 實現(xiàn)：重載函數(shù)和虛函數(shù)第八章,OOP的基本特點,13,c++中的類,類是具有相同屬性和行為的一組對象的集合，它為屬于該類的全部對象提供了統(tǒng)一的抽象描述，其內(nèi)部包括屬性和行為兩個主要部分。 利用類可以實現(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 象,14,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 象,15,公有類型成員,在關(guān)鍵

6、字public后面聲明，它們是類與外部的接口，任何外部函數(shù)都可以訪問公有類型數(shù)據(jù)和函數(shù)。,類 和 對 象,16,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，而類外部的任何函數(shù)都不能訪問。 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 象,17,保護(hù)類型,與private類似，其差別表現(xiàn)在繼承與派生時對派生類的影響不同，第七章講。,類 和 對 象,18,類的成員,class Clock public: void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowT

7、ime(); private: int Hour, Minute, Second; ;,類 和 對 象,,成員數(shù)據(jù),,,成員函數(shù),void Clock :: SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; void Clock :: ShowTime() cout<

8、以在類外給出函數(shù)體實現(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 象,22,內(nèi)聯(lián)成員函數(shù),為了提高運行時的效率，對于較簡單的函數(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)語句和switch語句）。 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 象,23,內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)舉例(一),class Point public: void Init(int initX,int initY) X=initX; Y=initY; int GetX()

9、 return X; int GetY() return Y; private: int X,Y; ;,類 和 對 象,24,內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)舉例(二),class Point public: void Init(int initX,int initY); int GetX()； int GetY()； private: int X,Y; ;,類 和 對 象,inline void Point:: Init(int initX,int initY) X=initX; Y=initY; inline int Point::GetX() return X; inline int

10、Point::GetY() return Y; ,25,26,對象,類的對象是該類的某一特定實體，即類類型的變量。 聲明形式： 類名 對象名； 例： Clock myClock;,類 和 對 象,27,類中成員的訪問方式,類中成員互訪 直接使用成員名 類外訪問 使用“對象名.成員名”方式訪問 public 屬性的成員,類 和 對 象,28,例4-1類的應(yīng)用舉例,#include using namespace std; class Clock ......//類的聲明略 //......類的實現(xiàn)略 int main() Clock myClock; myClock.SetT

11、ime(8,30,30); myClock.ShowTime(); ,類 和 對 象,29,抽象實例鐘表類,class Clock public: void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; ;,OOP的基本特點,30,構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造函數(shù)的作用是在對象被創(chuàng)建時使用特定的值構(gòu)造對象，或者說將對象初始化為一個特定的狀態(tài)。 在對象創(chuàng)建時由系統(tǒng)自動調(diào)用。 如果程序中未聲明，則系統(tǒng)自動產(chǎn)生出一個默認(rèn)形式的構(gòu)造函數(shù) 允許

12、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),31,構(gòu)造函數(shù)舉例,class Clock public: Clock (int NewH, int NewM, int NewS);//構(gòu)造函數(shù) void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; ;,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn)： Clock::Clock(int NewH, int NewM, int NewS) Hour= NewH; Minute= NewM; Second= New

13、S; 建立對象時構(gòu)造函數(shù)的作用： int main() Clock c (0,0,0); //隱含調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，將初始值作為實參。 c.ShowTime(); ,31,33,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)，其形參為本類的對象引用。 class 類名 public : 類名（形參）；//構(gòu)造函數(shù) 類名（類名 Y=yy; Point(Point,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),Point::Point (Point ,34,36,例4-2 拷貝構(gòu)造函數(shù)舉例,當(dāng)用類的一個對象去初始化該類的另一個對象時系統(tǒng)自動調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)實現(xiàn)拷貝賦值。 int main() Point A(1,2)

14、; Point B(A); //拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用 cout<

15、; //調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù) int main() Point B; B=fun2(); ,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),39,拷貝構(gòu)造函數(shù),如果程序員沒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拷貝構(gòu)造函數(shù)。 這個構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行的功能是：用作為初始值的對象的每個數(shù)據(jù)成員的值，初始化將要建立的對象的對應(yīng)數(shù)據(jù)成員。,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),40,析構(gòu)函數(shù),完成對象被刪除前的一些清理工作。 在對象的生存期結(jié)束的時刻系統(tǒng)自動調(diào)用它，然后再釋放此對象所屬的空間。 如果程序中未聲明析構(gòu)函數(shù)，編譯器將自動產(chǎn)生一個默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),41,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)舉例,#include using na

16、mespace std; class Point public: Point(int xx,int yy); Point(); //...其它函數(shù)原形 private: int X,int Y; ;,構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),Point::Point(int xx,int yy) X=xx; Y=yy; Point::Point() //...其它函數(shù)的實現(xiàn)略,41,43,類的應(yīng)用舉例(例4-3),一圓型游泳池如圖所示，現(xiàn)在需在其周圍建一圓型過道，并在其四周圍上柵欄。柵欄價格為35元/米，過道造價為20元/平方米。過道寬度為3米，游泳池半徑由鍵盤輸入。要求編程計算并輸出過道和柵欄的造

17、價。,#include using namespace std; const float PI = 3.14159; const float FencePrice = 35; const float ConcretePrice = 20; //聲明類Circle 及其數(shù)據(jù)和方法 class Circle private: float radius; public: Circle(float r); //構(gòu)造函數(shù) float Circumference() const; //圓周長 float Area() const; //圓面積 ;,43,// 類的實現(xiàn) // 構(gòu)造函數(shù)初始

18、化數(shù)據(jù)成員radius Circle::Circle(float r) radius=r // 計算圓的周長 float Circle::Circumference() return 2 * PI * radius; // 計算圓的面積 float Circle::Area() return PI * radius * radius; ,44,void main () float radius; float FenceCost, ConcreteCost; // 提示用戶輸入半徑 coutradius; // 聲明 Circle 對象 Circle Pool(radius); Ci

19、rcle PoolRim(radius + 3);,45,// 計算柵欄造價并輸出 FenceCost = PoolRim.Circumference() * FencePrice; cout << Fencing Cost is ￥ << FenceCost << endl; // 計算過道造價并輸出 ConcreteCost = (PoolRim.Area() - Pool.Area())*ConcretePrice; cout << Concrete Cost is ￥ << ConcreteCost << endl; 運行結(jié)果 Enter the radius of the

20、 pool: 10 Fencing Cost is ￥2858.85 Concrete Cost is ￥4335.39,46,48,組合的概念,類中的成員數(shù)據(jù)是另一個類的對象。 可以在已有的抽象的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更復(fù)雜的抽象。,類 的 組 合,49,舉例,class Point private: float x,y; //點的坐標(biāo) public: Point(float h,float v); //構(gòu)造函數(shù) float GetX(void); //取X坐標(biāo) float GetY(void); //取Y坐標(biāo) void Draw(void); //在(x,y)處畫點 ; //.

21、..函數(shù)的實現(xiàn)略,類 的 組 合,class Line private: Point p1,p2; //線段的兩個端點 public: Line(Point a,Point b); //構(gòu)造函數(shù) Void Draw(void); //畫出線段 ; //...函數(shù)的實現(xiàn)略,49,51,類組合的構(gòu)造函數(shù)設(shè)計,原則：不僅要負(fù)責(zé)對本類中的基本類型成員數(shù)據(jù)賦初值，也要對對象成員初始化。 聲明形式： 類名::類名(對象成員所需的形參，本類成員形參) ：對象1(參數(shù))，對象2(參數(shù))，...... 本類初始化 ,類 的 組 合,52,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)

22、嵌對象的構(gòu)造函數(shù)（按內(nèi)嵌時的聲明順序，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)（即無形參的），則內(nèi)嵌對象的初始化也將調(diào)用相應(yīng)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。,類 的 組 合,53,類的組合舉例（二）,class Part //部件類 public: Part(); Part(int i); Part(); void Print(); private: int val; ;,類 的 組 合,class Whole public: Whole(); Whole(int i,int j,int k); Whole(); void Pr

23、int(); private: Part one; Part two; int date; ;,53,Whole::Whole() date=0; Whole::Whole(int i,int j,int k): two(i),one(j),date(k) //...其它函數(shù)的實現(xiàn)略,54,56,前向引用聲明,類應(yīng)該先聲明，后使用 如果需要在某個類的聲明之前，引用該類，則應(yīng)進(jìn)行前向引用聲明。 前向引用聲明只為程序引入一個標(biāo)識符，但具體聲明在其它地方。 當(dāng)使用前面引用聲明時，只能使用被聲明的符號，不能涉及類的任何細(xì)節(jié)。,類 的 組 合,57,前向引用聲明舉例,class B; /

24、/前向引用聲明 class A public: void f(B b); ; class B public: void g(A a); ;,類 的 組 合,58,前向引用聲明注意事項,使用前向引用聲明雖然可以解決一些問題，但它并不是萬能的。 盡管使用了前向引用聲明，但是在提供一個完整的類聲明之前，不能聲明該類的對象，也不能在內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)中使用該類的對象。請看下面的程序段： class Fred;//前向引用聲明 class Barney Fred x;//錯誤：類Fred的聲明尚不完善 ; class Fred Barney y; ;,類 的 組 合,59,前向引用聲明注意事項,cla

25、ss Fred;//前向引用聲明 class Barney public: void method() x-yabbaDabbaDo(); //錯誤：Fred類的對象在定義之前被使用 private: Fred* x; //正確，經(jīng)過前向引用聲明，可以聲明Fred類的對象指針 ; class Fred public: void yabbaDabbaDo(); private: Barney* y; ;,類 的 組 合,解決這個問題的方法是，更改這兩個類的聲明次序或者將函數(shù)method()改為非內(nèi)聯(lián)形式，并且在類Fred的完整聲明之后，再給出函數(shù)的定義。,60,前向引用聲明注意事項,

26、應(yīng)該記?。寒?dāng)你使用前向引用聲明時，你只能使用被聲明的符號，而不能涉及類的任何細(xì)節(jié)。,類 的 組 合,61,UML簡介,UML語言是一種可視化的的面向?qū)ο蠼ＵZ言。 UML有三個基本的部分 事物（Things）UML中重要的組成部分，在模型中屬于最靜態(tài)的部分，代表概念上的或物理上的元素 關(guān)系（Relationships）關(guān)系把事物緊密聯(lián)系在一起 圖（Diagrams）圖是很多有相互相關(guān)的事物的組,UML圖形標(biāo)識,62,UML中有4種類型的事物,結(jié)構(gòu)事物（Structural things） 動作事物（Behavioral things） 分組事物（Grouping things） 注釋事物（An

27、notational things）,UML圖形標(biāo)識,63,UML中的關(guān)系,依賴（Dependencies） 關(guān)聯(lián)（Association） 泛化（generalization） 實現(xiàn)（realuzation）,UML圖形標(biāo)識,64,UML中的9種圖,類圖（class diagram） 對象圖（class diagram） 用例圖（Use case diagram） 順序圖（Sequence diagram） 協(xié)作圖（Collaboration diagram） 狀態(tài)圖（Statechart diagram） 活動圖（Activity diagram） 組件圖（Compomnent diag

28、ram） 實施圖（Deployment diagram）,UML圖形標(biāo)識,65,類圖,舉例：Clock類的完整表示 Clock類的簡潔表示,,,UML圖形標(biāo)識,66,對象圖,,,,UML圖形標(biāo)識,67,類與對象關(guān)系的圖形標(biāo)識,依賴關(guān)系 圖中的“類A”是源，“類B”是目標(biāo)，表示“類A”使用了“類B”，或稱“類A”依賴“類B”,UML圖形標(biāo)識,68,類與對象關(guān)系的圖形標(biāo)識,作用關(guān)系關(guān)聯(lián) 圖中的“重數(shù)A”決定了類B的每個對象與類A的多少個對象發(fā)生作用，同樣“重數(shù)B”決定了類A的每個對象與類B的多少個對象發(fā)生作用。,UML圖形標(biāo)識,69,類與對象關(guān)系的圖形標(biāo)識,包含關(guān)系聚集和組合,聚集表示類之間的關(guān)系是整體與部分的關(guān)系，“包含”、“組成”、“分為部分”等都是聚集關(guān)系。,UML圖形標(biāo)識,70,類與對象關(guān)系的圖形標(biāo)識,繼承關(guān)系泛化,UML圖形標(biāo)識,71,注釋,在UML圖形上，注釋表示為帶有褶角的矩形，然后用虛線連接到UML的其他元素上，它是一種用于在圖中附加文字注釋的機制。,,UML圖形標(biāo)識,,