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文档简介
1、第五章 数据的共享和保护C+语言程序设计本章主要内容 作用域与可见性 对象的生存期 数据与函数 静态成员 友元 共享数据的保护 编译预处理命令 多文件结构和工程作用域 作用域:一个标识符在程序正文中有效的区域。 C+中的作用域有函数原型作用域、局部作用域(块作用域)、类作用域和命名空间作用域。作用域与可见性函数原型作用域 函数原型中的参数,其作用域始于(,结束于)。 下列原型声明:double Area(double r);r 的作用域仅在于此,不能用于程序正文其它地方,因而可有可无。作用域与可见性局部(块)作用域v在块中声明的标识符,其作用域自声明处起,限于块中。void fun(int a
2、) int b=a; cinb; if (b0) int c; . c的作用域b的作用域作用域与可见性类作用域v类作用域作用于特定的成员名。v类X的成员M具有类作用域,对M的访问方式如下: v如果在X的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符,那么在该函数内可以访问成员M。v通过表达式x.M或者X:M访问。(x为X类的对象)v通过表达式ptr-M作用域与可见性命名空间作用域v命名空间的含义和作用vstd命名空间,如何声明命名空间?v如何使用命名空间内的标识符?一般形式如何使一般形式简化?v命名空间可以嵌套v全局命名空间和匿名命名空间v全局变量具有命名空间作用域,例5-1。作用域与可见性可见性v
3、可见性是从对标识符的引用的角度来谈的概念。v如果标识符在某处可见,则就可以在该处引用此标识符。局部作用域类作用域命名空间作用域作用域与可见性可见性作用域可见性的一般规则:作用域可见性的一般规则:v标识符应声明在先,引用在后。v在同一作用域中,不能声明同名的标识符。v如果某个标识符在外层中声明,且在内层中没有同一标识符的声明,则该标识符在内层可见。v对于两个嵌套的作用域,如果在内层作用域内声明了与外层作用域中同名的标识符,则外层作用域的标识符在内层不可见。作用域与可见性同一作用域中的同名标识符v在同一作用域内的对象名、函数名、枚举常量名会隐藏同名的类名或枚举类型名。(实例)v重载的函数可以有相同
4、的函数名。作用域与可见性对象的生存期对象从产生到结束的这段时间就是它的生存期。在对象生存期内,对象将保持它的值,直到被更新为止。对象的生存期静态生存期v静态生存期与程序的运行期相同。v在命名空间作用域中声明的对象具有静态生存期。v在函数内部声明静态生存期对象,要冠以关键字static 。对象的生存期#includeint i=5; int main() couti=iendl; . . return 0;对象的生存期例动态生存期v是在块作用域中声明的,没有用static修饰的对象是具有动态生存期的对象(习惯称局部对象)。v动态生存期对象开始于程序执行到声明点时,结束于命名该标识符的作用域结束处
5、。对象的生存期#includevoid fun();void main() fun(); fun();void fun() static int a=1; int i=5; a+; i+; couti=i,a=aendl;运行结果:i=6, a=2i=6, a=3i是动态生存期a是静态生存期对象的生存期例例5-2 变量的生存期与可见性#includeint i=1; void main(void) static int a; int b=-10; int c=0; void other(void); cout-MAIN-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; c=c+
6、8; other(); cout-MAIN-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; i=i+10; other(); 对象的生存期void other(void) static int a=2; static int b; int c=10; a=a+2; i=i+32; c=c+5; cout-OTHER-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; b=a;运行结果:-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-OTH
7、ER- i: 75 a: 6 b: 4 c: 15例5-3 具有静态、动态生存期对象的时钟程序#includeclass Clockpublic:Clock();void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime();Clock()private:int Hour,Minute,Second;对象的生存期Clock:Clock() Hour=0;Minute=0;Second=0;void Clock:SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) Hour=NewH;Minute=NewM;Secon
8、d=NewS;void Clock:ShowTime() coutHour:Minute:Secondendl;Clock globClock;void main() coutFirst time output:endl;globClock.ShowTime(); globClock.SetTime(8,30,30);Clock myClock(globClock); coutSecond time output:endl;myClock.ShowTime();程序的运行结果为:First time output:0:0:0Second time output:8:30:30C+中实现数据共享
9、的方式v数据存储在局部对象中,通过参数传递实现共享函数间的参数传递。v数据存储在全局对象中。v将数据和使用数据的函数封装在类中。v使用静态成员。v使用友元。数据与函数使用全局对象#includeint global;void f() global=5;void g() coutglobalendl;int main() f(); g(); /输出“5” return 0;数据与函数将函数与数据封装#includeclass Application public: void f(); void g(); private: int global;void Application:f() globa
10、l=5;void Application:g() coutglobalendl;int main() Application MyApp; MyApp.f(); MyApp.g(); return 0;数据与函数静态成员(*)v静态数据成员作用是解决同一个类的不同对象之间的数据共享。用关键字static声明。该类的所有对象维护该成员的同一个拷贝。必须在类外定义和初始化,用:来指明所属的类。v静态成员函数类外代码可以使用类名和作用域操作符来调用静态成员函数。静态成员函数只能引用属于该类的静态数据成员或静态成员函数。静态成员例5-4 具有静态数据成员的 Point类#include class P
11、ointpublic:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx; Y=yy; count+; Point(Point &p);int GetX() return X;int GetY() return Y;void ShowCount() cout Object id=countendl;private:int X,Y;static int count;静态成员Point:Point(Point &p) X=p.X;Y=p.Y;count+;int Point:count=0; void main() Point A(4,5);coutPoint A:A.GetX(),A.
12、GetY();A.ShowCount();Point B(A);coutPoint B:B.GetX(),B.GetY();B. ShowCount();静态成员函数举例#includeclass Application public: static void f(); static void g(); private: static int global;int Application:global =0;void Application:f() global=5;void Application:g() coutglobalendl;int main() Application:f();
13、Application:g(); return 0;静态成员静态成员函数举例class A public: static void f(A a); private: int x;void A:f(A a) coutx; /错误 couta.x;静态成员具有静态数据、函数成员的Point类#include class Point public:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy;count+;Point(Point &p);int GetX() return X;int GetY() return Y;static void ShowCount () cout
14、 Object id=countendl;private:int X,Y;static int count;静态成员Point:Point(Point &p) X=p.X;Y=p.Y;count+;int Point:count=0;void main() Point A(4,5);coutPoint A:A.GetX(),A.GetY();Point:ShowCount ();Point B(A);coutPoint B:B.GetX(),B.GetY(); Point:ShowCount (); 友元v友元是C+提供的一种破坏数据封装和数据隐藏的机制。v通过将一个模块声明为另一个模块的友元
15、,一个模块能够引用到另一个模块中本是被隐藏的信息。v可以使用友元函数和友元类。v为了确保数据的完整性,及数据封装与隐藏的原则,建议尽量不使用或少使用友元。 友 元友元函数v友元函数是在类声明中由关键字friend修饰说明的非成员函数,在它的函数体中能够通过对象名访问 private 和 protected成员。v作用:增加灵活性,使程序员可以在封装和快速性方面做合理选择。v友元函数必须通过对象名访问对象中的成员。 友 元例5-6 使用友元函数计算两点距离#include #include class Point public:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=y
16、y;int GetX() return X;int GetY() return Y;friend float Distance(Point &a, Point &b); private:int X,Y; 友 元double Distance( Point& a, Point& b) double dx=a.X-b.X; double dy=a.Y-b.Y; return sqrt(dx*dx+dy*dy);int main() Point p1(1, 1), p2(4, 5); double d=Distance(p1, p2); coutThe distance is dendl; retu
17、rn 0;友元类v若一个类为另一个类的友元,则此类的所有成员函数都能通过对象名直接访问对方类的私有成员。v声明语法:将友元类名在另一个类中使用friend修饰说明。 友 元友元类举例class A friend class B; public: void Display() coutxendl; 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();友元关系的性质友元关系是不能传递的
18、。友元关系是单向的。友元关系是不被继承的。常类型 常类型的对象必须进行初始化,而且不能被更新。v常引用:被引用的对象不能被更新。const 类型说明符 &引用名v常对象:必须进行初始化,不能被更新。类名 const 对象名v常数组:数组元素不能被更新。类型说明符 const 数组名大小.v常指针:指向常量的指针。 共享数据的保护例5-7常引用做形参#includevoid display(const double& r);int main() double d(9.5); display(d); return 0;void display(const double& r) coutrendl;
19、 共享数据的保护常对象举例class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; . private: int x,y;A const a(3,4); /a是常对象,不能被更新 共享数据的保护用const修饰的类成员v常成员函数使用const关键字说明的函数。常成员函数不更新对象的数据成员。常成员函数说明格式:类型说明符 函数名(参数表)const;这里,const是函数类型的一个组成部分,因此在实现部分也要带const关键字。const关键字可以被用于参与对重载函数的区分v通过常对象只能调用它的常成员函数。v常数据成员使用const说明的数据成员。 共享数据的保护例
20、5-8 常成员函数举例#includeclass R public: R(int r1, int r2)R1=r1;R2=r2; void print(); void print() const; private: int R1,R2; 共享数据的保护void R:print() coutR1:R2endl;void R:print() const coutR1;R2endl;void main() R a(5,4); a.print(); /调用void print() const R b(20,52); b.print(); /调用void print() const例5-9 常数据成员举
21、例#includeclass Apublic:A(int i);void print();const int& r;private:const int a;static const int b; /静态常数据成员; 共享数据的保护const int A:b=10; A:A(int i):a(i),r(a) void A:print() couta:b:rendl; void main() A a1(100),a2(0); a1.print(); a2.print();编译预处理命令v#include 包含指令v将一个源文件嵌入到当前源文件中该点处。v#include v按标准方式搜索,文件位于
22、C+系统目录的include子目录下v#include文件名v首先在当前目录中搜索,若没有,再按标准方式搜索。v#define 宏定义指令v定义符号常量,很多情况下已被const定义语句取代。v定义带参数宏,已被内联函数取代。v#undefv删除由#define定义的宏,使之不再起作用。条件编译指令 #if 和 #endif#if 常量表达式 /当“ 常量表达式”非零时编译 程序正文 #endif. 编译预处理命令条件编译指令#else #if 常量表达式 /当“ 常量表达式”非零时编译程序正文1 程序正文1 #else/当“ 常量表达式”为零时编译程序正文2 程序正文2#endif 编译预处理命令条件编译指令 #elif#if 常量表达式1
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