C++面向对象程序设计(引言)

C++面向对象程序设计(引言)CATALOGUE目录引言面向对象程序设计的基本概念C面向对象程序设计的基本语法C面向对象程序设计中的数据结构C面向对象程序设计中的算法C面向对象程序设计中的设计模式01引言123面向对象程序设计是一种编程范型，它以对象为中心，将数据和操作封装在一起，并通过类和继承实现代码的重用和扩展。对象是类的实例，类是对象的抽象，定义了对象的基本属性和方法。面向对象程序设计通过类和对象的组合，实现复杂系统的模块化和层次化。什么是面向对象程序设计封装继承多态抽象面向对象程序设计的特点将数据和操作封装在对象中，隐藏对象的内部细节，只通过对象提供的接口进行交互。允许一个接口多种实现方式，通过基类指针或引用调用不同对象的同名方法，实现动态绑定。通过继承实现代码的重用和扩展，子类继承父类的属性和方法，并可以添加或覆盖父类的行为。通过抽象类和纯虚函数实现，允许定义不完整的类或方法，由子类提供具体实现。03C标准库提供了丰富的类和模板，支持多种数据结构和算法，方便开发人员快速构建复杂的软件系统。01C是支持面向对象程序设计的主要语言之一，它提供了类、对象、继承、多态等面向对象特性。02C语言在保持传统C语言高效性能的同时，引入了面向对象的设计思想，使得程序更加模块化、可维护和可扩展。C语言与面向对象程序设计的关系02面向对象程序设计的基本概念类与对象类是对象的抽象，定义了对象的属性和方法；对象是类的实例，具有类所定义的特征和行为。总结词类是一种抽象的数据类型，它描述了一组具有相似属性和行为的对象的共同特征。对象是类的实例，通过创建类的实例来创建对象。每个对象都有其独特的属性值和方法表现。详细描述VS封装是将对象的属性和方法封装在类中，通过访问控制符来控制对属性和方法的访问权限，实现信息隐藏和数据安全。详细描述封装是面向对象程序设计的一个重要特性，它实现了信息隐藏和数据安全。在C中，通过使用访问控制符（private、protected、public）来控制对类中属性和方法的访问权限。private访问控制符表示该属性或方法只能在类内部访问，而public访问控制符表示该属性或方法可以在类外部访问。封装有助于提高代码的可维护性和安全性。总结词封装继承是从已有的类派生出新的类，新类继承了基类的属性和方法，并且可以添加或覆盖基类的行为。总结词继承是面向对象程序设计中的另一个重要特性，它使得我们可以从已有的类派生出新的类，并且新类可以继承基类的属性和方法。通过继承，我们可以重用已有的代码，并且可以在已有代码的基础上添加新的功能或修改已有功能。在C中，使用冒号（:）表示继承关系，例如：classDerived:publicBase。详细描述继承总结词多态是指允许使用基类的指针或引用调用派生类中重载的方法，实现动态绑定。详细描述多态是面向对象程序设计中的另一个重要特性，它允许我们使用基类的指针或引用调用派生类中重载的方法，实现动态绑定。这意味着我们可以将派生类的对象赋值给基类的指针或引用，并通过该指针或引用调用派生类中重载的方法。在C中，使用virtual关键字实现多态，例如：virtualvoidfoo(){}。多态03C面向对象程序设计的基本语法类定义类是对象的抽象，它描述了对象的属性（成员变量）和方法（成员函数）。在C中，类定义以关键字"class"开头，后跟类名，然后是类体（由大括号{}包围）。类声明类声明是对类的简要描述，它告诉编译器类的存在。类声明包括类名和类体。类定义与声明构造函数是一种特殊的成员函数，它在创建对象时自动调用。构造函数的名称与类名相同，且没有返回类型。构造函数可以带有参数，用于初始化对象的属性。构造函数析构函数也是一种特殊的成员函数，它在对象生命周期结束时自动调用。析构函数的名称与类名相同，但在前面加上一个波浪号~。析构函数通常用于释放对象所占用的资源。析构函数构造函数与析构函数成员变量与成员函数成员变量成员变量是类的属性，用于存储对象的状态信息。成员变量在类体中声明，并使用关键字"private"或"public"指定其访问修饰符。成员函数成员函数是类的行为，用于实现对象的功能。成员函数在类体中声明，并使用关键字"private"或"public"指定其访问修饰符。成员函数可以访问和修改对象的属性。private访问修饰符表示该成员（变量或函数）只能在类的内部访问。privatepublic访问修饰符表示该成员可以在类的内部和外部访问。public访问修饰符04C面向对象程序设计中的数据结构数组是一种线性的数据结构，用于存储相同类型的元素。在C中，数组的大小是固定的，不能动态调整。向量是一种动态数组，它可以自动扩展和收缩。向量的容量可以动态增长，以满足添加元素的需求。数组与向量向量数组链表链表是一种非连续的数据结构，由一系列节点组成。每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表适用于插入、删除操作频繁的情况。队列队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。队列的头部是第一个被加入的元素，尾部是最后一个被加入的元素。队列常用于需要按顺序处理元素的场景。链表与队列栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。栈只允许在顶部进行插入和删除操作。栈常用于保存临时数据或实现递归功能。映射是一种键值对的数据结构，其中每个键都映射到一个值。映射提供了快速查找和访问键对应的值的功能。在C中，映射通常使用`std:map`或`std:unordered_map`实现。栈映射栈与映射05C面向对象程序设计中的算法冒泡排序通过重复地遍历待排序的数列，比较相邻的两个元素，若它们的顺序错误则交换它们，直到没有需要交换的元素为止。要点一要点二选择排序在未排序的序列中找到最小（或最大）的元素，存放到排序序列的起始位置，然后再从剩余未排序的元素中继续寻找最小（或最大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。排序算法线性查找从数组的第一个元素开始，逐个比较每个元素是否为目标值，直到找到或遍历完整个数组。二分查找在已排序的数组中，通过将目标值与中间元素进行比较，如果目标值与中间元素相等，则查找成功；如果目标值小于中间元素，则在左半部分数组中继续查找；如果目标值大于中间元素，则在右半部分数组中继续查找。查找算法阶乘计算通过递归地计算每个数的阶乘，最终得到结果。例如，5的阶乘（5!）可以表示为4!*5=24*5=120。斐波那契数列通过递归地计算前两个数的和来得到下一个数。例如，斐波那契数列的前几个数依次为0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89等。递归算法06C面向对象程序设计中的设计模式总结词：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。详细描述：单例模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式通常用于创建单一的管理者或提供者，例如日志记录器、数据库连接等。通过单例模式，可以避免重复创建对象，提高性能和资源利用率。实现方式：在C中，可以通过将构造函数设置为私有，并提供一个静态的公有的获取实例的方法来实现单例模式。这种方法可以防止其他类实例化该类，同时保证该类只有一个实例。适用场景：适用于需要控制对象实例数量的场景，如线程池、缓存等。单例模式总结词：提供一个创建对象的最佳方式。详细描述：工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。通过工厂模式，可以将对象的创建与使用分离，使得代码更加灵活、可维护和可扩展。实现方式：在C中，可以通过定义一个抽象基类，并让具体类继承该抽象基类来实现工厂模式。通过工厂方法或抽象工厂方法，可以将对象的创建逻辑封装在工厂类中，而使用该对象的代码则不需要关心具体的创建过程。适用场景：适用于需要根据不同条件创建不同对象的场景，如配置文件驱动的对象创建、插件系统等。工厂模式观察者模式总结词：定义了对象之间的依赖关系，使得当一个对象改变状态时，其相关依赖对象都会收到通知并自动更新。详细描述：观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了对象之间的依赖关系，使得当一个对象改变状态时，其相关依赖对象都会收到通知并自动更新。这种模式使得多个对象之间能够实现解耦，提高