面向对象课件05（第五章）

第五章

类与对象

第五章类与对象

§5.1面向对象方法

§5.2类的定义

§5.3对象的创建

§5.4对象的初始化

§5.5特殊的类成员

§5.1面向对象方法

♦面向对象的基本思想

♦面向对象思想的由来与发展

.面向对象的基本4既念

◎

§5.1面向对象方法

面向对象的基本思想

■从现实世界中客观存在的事物（对象）出发

来构造系统

对象：对问题领域内人、物、事情等的抽象

■并在系统构造中运用人类的自然思维方式

（抽象、分类、组合、继承、封装）

§5.1面向对象方法

面向对象不仅是一些具体的软件开发

技术，它是一整套关于如何看待软件系

统与现实世界关系，以何种观点来研究

问题并进行求解，以及如何进行系统构

造的软件方法学

§5.1面向对象方法

♦用面向对象思想构造软件的主要内容

①对象是系统的基本单位

②对象的属性和操作的有机结合组成一个完

整的对象

③具有共同特征的对象抽象成类

④对类进一步抽象，形成类簇

⑤对象之间存在静态关系和动态关系（组合、

继承、消息等）

§5.1面向对象方法

面向对象基本思想——抽象

♦现实世界的事物抽象成对象

♦现实世界事物之间的关系抽象成软件系统中

对象之间的关系

♦具有共同特征的对象抽象成类

♦具有共同特征的类抽象成基类和派生类

§5.1面向对象方法

面向对象基本思想——封装

♦对象是属性和操作的组合

♦对象的表现（服务，接口）和实现细节分开

§5.1面向对象方法

♦面向对象方法的定义

利用抽象、封装等机制，借助于对

象、类、继承、消息传递等概念进行软

件系统构造的软件开发方法

§5.1面向对象方法

♦面向对象的由来与发展

面向对象方法起源于面向对象的编程语言

在编程语言得到充分发挥和应用的同时，面向

对象方法得到了发展。

反过来又为面向对象编程提供了先期的设计和

指导

§5.1面向对象方法

♦面向对象方法是软件理论的返璞归真

♦软件开发的发展过程

面向过程

程序员面向数据

的智慧

面向功能

和技巧面向对象

面向应用

面向数据流

§5.1面向对象方法

面向对象基本概念

♦对象

♦消息

♦类

♦类与对象的关系

§5.1面向对象方法

对象

♦对象是对问题域中客观存在的事物的抽象，它

是一组属性和在这些属性上的操作的封装体

♦对象的两大要素：属性和操作

-属性：状态，特征，组成成员

-操作：修改属性，访问属性，执行命令

§5.1面向对象方法

例：“文件”作为一个对象

属性：操作：

文件名一filename文件复制----copy

文件长度一length文件更名----rename

修改日期一modify-date文件打印----print

文件内容一contents

§5.1面向对象方法

消息

向对象发出的服务请求

■是面向对象系统中对象之间交互的途径

■要素：发送者、接受者、服务、参数

■oopl中的消息是对类的成员函数的调用

■对消息的响应取决于接受消息的对象

§5.1面向对象方法

类class

♦类是具有相同属性和操作的一组对象的集合，它为属

于该类的全部对象提供了统一的抽象描述

。类是对一类对象的抽象

。类定义了这一类对象所共有的特征和行为

人类抽象思维的产物

Ooopl中的类相当于一种数据类型

§5.1面向对象方法

类与对象的关系

♦类是抽象的，对象是具体的

♦类是模板，对象是实例

♦类是类型，对象是变量

♦类是静态的，对象是动态的

§5.1面向对象方法

♦类是具有相似特征的对象的抽象

-文件类所有具体文件对象的抽象

-书类所有具体书对象的抽象

-学生类所有具体学生对象的抽象

§5.2类的定义

•类定义的一般形式

•内联函数与非内联函数

•类成员的访问控制

•类作用域

§5.2类的定义

♦类定义的一般形式

class类名嘉合森

类定义

public:、体中的

公有数据和函数数据和

>函数分

别称为:

private:数据成

员和成

私有数据和函数员函数

分号不能丢!

§5.2类的定义

♦类定义体中包括两种类的成员：

数据成员和函数成员

♦通常类的定义格式：

class类名

(

public:

成员函数

private:

数据成员

｝；

§5.2类的定义

例：定义一个“文件”类

classFILE

public:

boolcopy(FILE&target);

操作

boolrename(char*new_name);>

成员函数

boolprint();,

private:

charfile_name[100];

属性

intlength;

数据成员

char.contents;

）；

§5.2类的定义

♦操作的实现(成员函数的定义)

boolFILE::copy(.......)

}

boolFILE::rename(......)

}

boolFILE::print()

§5.2类的定义

♦注：

①类中说明的数据成员不能初始化

②类中数据成员的类型可以是int,char,

float等各种数据类型，还可以是对象

§5.2类的定义

♦内联函数与非内联函数

(1)内联函数

classFILE

(

boolrename(char*new_name)

{"

strcpy(filename,newname);

}一"

)；

成员函数的函数体定义在类体内

§5.2类的定义

⑵非内联函数

classFILE

(

boolrename(char*new_name)；

}；

boolFILE::rename(char*newname)

(-

strcpy(file_name,new_name);

}~~

注：在类体外定义的成员函数要在函数名前加上类名,以便与普

通函数相区别

§5.2类的定义

⑶二者比较

内联函数的好处：

类的定义集中（将类的所有成员都放在类定义体中）

运行速度快

内联函数的缺点：

类定义的规模太大

可读性不好

通常，将简单的函数作为内联函数

将功能复杂的函数作为非内联函数

§5.2类的定义

♦类定义可分为类界面与类实现

类界面：只包括类的所有数据成员和成

员函数原型

存放在头文件中(.HPP)

类实现：包括类的所有成员函数的定义

存放在源文件中(.CPP)

§5.2类的定义

♦类的成员的访问控制(封装在类中的实现)

一公有(public)-公开

--保护(protected)■适当公开

"私有(private)“不公开

§5.2类的定义

♦封装（信息隐藏）

实现(implementation)

接口(interface)

§5.2类的定义

♦封装的好处

9用户角度：简单

只了解接口，不用了解细节

只需要结果，不规定实现方式

0对象角度：保护

信息安全(不直接访问数据)

安全审计(auditing)

§5.2类的定义

访问控制的基本原则：

♦类的数据成员一般不公开

"private,protected

♦表示接口的成员函数一般公开

—public

♦与实现细节有关的成员函数不公开

—private,protected

§5.2类的定义

注：

♦默认的类成员访问控制方式为private

♦各种访问控制方式在类定义体中的先后

顺序无关

♦通常将对外接口部分pub1ic放在前

举例：用“售报亭”对象描述现实中的一个售

报亨

报刊A

属报刊B

性

钱箱

月艮报刊零售

务货款清单

/

消息、：顾客对售报亭说：“买一份《每日新报》！"

消息的接受者：某个售报亭

要求的服务：报刊零售

输入的信息：要买的报刊种类，份数和递进去的钱

返回的信息：买到的报纸和找回的零钱

§5.2类的定义

类作用域

类的作用域包括：

类的定义体｛）；

类的所有非内联函数的定义体

类成员的作用域是类作用域

类对象的作用域遵循一般变量的作用域规则

§5.3对象的创建

♦直接创建对象

♦使用对象成员

♦对象的作用域与生存期

♦举例

§5.3对象的创建

♦创建对象有两种方式:

直接创建

动态创建（用new运算符创建）

嵩♦直接创建对象

格式：〈类名〉〈对象名表》

例如:FILEfl,f2;।>intx9y;

梦•一

殍卜

4§5.3对象的创建

使用对象成员

格式：

〈对象名〉•〈数据成员名〉

或〈对象名〉•〈函数成员名〉（参数表）

♦其中〈称为成员选择运算符

§5.3对象的创建

访问成员变量

strcpy(fl.filename,"oopd.daf5);

f2.1ength+=:10;

访问成员函数

fl.copy(f2);注：只有public的成员

才能调用或访问

fl.renameC'classA");

§5.3对象的创建

对象的作用域与生存期

♦遵循一般变量的作用域、生存期规则

.例：［兵局对象］

FILEmyfile;

voidmain()

(局部对象

1-----

FILEyourfile;、

myfile.copy(yourfile);

yourfile.renameCcnewname55);J

§5.3对象的创建

♦域操作符::

::identifier文件域标识符

②classname:identifier类域标识符

③identifier当前域标识符

boolFILE::rename(charfilename)

strcpy(FILE::filename,filename);

举例：定义一个日期类，该类的对象是某个具体日期

〃日期类的界面

classDATE

{

public:

voidsetdate(inty,intm,intd);

intisleapyear();

voidprint();

private:

intyear,month,day;

}；

//以上存入date,hpp文件中

〃日期类的实现

#include''date.hpp”

voidDATE::setdate(inty,intm,intd)

(

year=y;

month=m;

day=d;

}

intDATE::isleapyear()

{

return(year%4=0&&year%100!=0)||(year%400==0);

}

voidDATE::print()

(

cout«year«',,«month«',,«day«endl;

}

〃以上存入date.cpp文件中

〃分析下列程序的输出结果

#include<iostream.h>

#include"date.cpp''

voidmain()

(

DATEdl,d2;

dl.setdate(199655,4);

d2.setdate(2004,l1,8);

intleapedl.isleapyear();程序执行结果:

cout«leap«endl;1

dl.print();1996,5,4

d2.print();2004,11,8

§5.4对象的初始化

.对象的初始化问题

.构造函数

.构造函数的含义及特点

.默认构造函数

.析构函数

同

§5.4对象的初始化

类对象成员不能在类定义时初始化

classFILE

(

public:

private:

intlength=O;

charfHe_name[]="testcpp'';

）；

类是一种模板，类定义时并不分配内存

§5.4对象的初始化

另一种情况:

FILEmyfile;

myfile.filename[]="test.cpp'';

数据成员file_name是私有的，外界不能访问,

只能通过类中定义的成员函数来访问

§5.4对象的初始化

♦类成员的初始化在对象创建时进行

FILEmy_flle("test.cpp");

FILEyourfileC'noname.cpp59);

♦实现：构造函数

§5.4对象的初始化

构造函数与析构函数

在C++中，类的成员函数有两种：

(1)构造函数与析构函数

⑵普通的成员函数

构造函数与析构函数是在类定义体中说明的

两个特殊的成员函数

§5.4对象的初始化

classFILE

(

public:

FILE(charname[]);〃构造函数

private:

intlength;

charfile_name[100];

/

)；

§5.4对象的初始化

♦构造函数的实现

FILE::FILE(charname[])

{

strcpy(file_name9name);

length=O;

§5.4对象的初始化

构造函数的调用时间

在对象建立时由系统自动调用

FILEmyfilef'myfile.cpp55);

FILE*pfile=newFILEf'yourfile.cpp55);

§5.4对象的初始化

构造函数的含义

直接含义:

对象建立时，初始化对象的数据成员

间接含义:

构造一个具有意义的、正确的对象

§5.4对象的初始化

构造函数的特点

♦是类的成员函数

♦函数名与类名相同（区别于其他成员函数）

♦无返回值，void也不能有（只进行初始化）

♦由系统自动调用（当对象被创建时）

♦必须是公有（public）成员（系统调用也遵守访问控制规则）

♦可以重载

♦可以初始化常量数据成员

§5.4对象的初始化

♦构造函数举例

#include<iostream.h>

classRECT

(

public:

RECT(int19intw);

voidarea();

private:

intlength,width;

)；

RECT::RECT(int1,intw)

(

length=l;

width=w;

}

voidRECT::area()

(

cout«4tarea=,,«length*width«endl;

}

voidmain()

(

RECTa(5,8);

RECTb(9,4);

a.area();

b.area();

§5.4对象的初始化

程序执行结果:内存分配情况:

area=40

area=36

§5.4对象的初始化

♦构造函数的重载

classPOLYGON

(

public:

POLYGON();〃默认构造函数

POLYGON(intedgNum);

POLYGON(charcolor,intedgNum=3);

private:

intedgnum;〃边的个数

charlinecolor;〃线的颜色

POINTpoint[100];〃各顶点位置

)；

§5.4对象的初始化

默认构造函数

POLYGON::POLYGON()

(

edg_num=3;

line_color=0;

fbr(inti=0;i<edg_num;i++)

point[i].x=point[i].y=0;

每个顶点坐标x,y位置初始值为0

§5.4对象的初始化

带参数的构造函数

POLYGON::POLYGON(intedgNum)

edg_num=edgNum;

line_color=0;

fbr(inti=0;i<edg_num;i++)

point[i].x=point[i].y=0;

§5.4对象的初始化

♦创建两个对象：(在主程序中)

POLYGONpgl;〃自动调用默认构造函数

POLYGONpg2(4);〃自动调用带参数构造函数

§5.4对象的初始化

默认构造函数

每个类必须有一个构造函数

如果没定义构造函数,则C++系统提供默认构造函数

(donothing)

如果定义了构造函数,则C++不再提供默认构造函数

如：POLYGONpgl;〃无初始化值的对象

必须要有一个默认的构造函数!

§5.4对象的初始化

析构函数

类的特殊的成员函数

构造函数

在类的对象创建时由系统自动调用的函数

析构函数

在类的对象生命期结束时由系统自动调用

的函数

§5.4对象的初始化

例：

#include<iostream.h>

classDEMO_CLASS

{

public:

DEMO_CLASS(inti);

^DEMO_CLASS();〃析构函数

)；

DEMO_CLASS::DEMO_CLASS(inti)

(

cout«ctInitialvalueis:,,«i«endl;

return;

)

DEMOCLASS::〜DEMO_CLASS()

{——

cout«“Goodby!\n'';

return;

)

voidmain()

(

DEMO_CLASSobj(30);〃创建一个对象obj

cout«ctThisistheendofmain(

§5.4对象的初始化

♦程序执行结果：

Initialvalueis:30

Thisistheendofmain().

Goodby!

♦说明：

(1)对象obj的作用域及生命期在main()内，对象创建

时自动调用构造函数

(2)程序执行到main()的y处，贝》obj的生命期结束，

系统自动调用析构函数，并收回obj所占用的内存

空间

§5.4对象的初始化

析构函数的特点：

♦是类的成员函数

♦函数名为类名前加'〜'（逻辑反运算符）

♦无返回值，void也不能有

♦无参数

♦由系统自动调用（当对象生命期结束时）

♦必须是公有（public）成员（系统调用也遵守访问控

制规则）

♦不可以重载

§5.4对象的初始化

析构函数的意义

♦直接意义

-在对象退出生命期前由系统调用的函数

♦间接意义

-对象能正确、合理地退出生命期

♦如：释放占用资源，通知有关对象

§5.4对象的初始化

构造函数和析构函数

♦相同点

-由系统自动调用

-没有返回值

-公有函数

♦不同点

-作用不同，调用时间不同

-构造函数可以重载，可以有参数

§5.5特殊的类成员

♦常量成员

对象一旦定义，就不能更改该成员

♦静态成员

不属于对象的成员，由类的所有对象共享

♦对象成员

一个类的对象作为另一个类的数据成员

§5.5特殊的类成员

口常量成员

口静态成员

口对象成员

§5.5特殊的类成员

♦常量成员：对象一旦定义，就不能更改该成员

♦用const说明的成员，称为常量成员

♦常量成员的定义

常量数据成员的定义：constintedgnum;

常量成员函数的定义：voidprint()const;

§5.5特殊的类成员

常量数据成员只能初始化，不能被赋值

例:

classSILLY

public:

SILLY()

ten=10;常量不能赋值!

private:

constintten;

）；

§5.5特殊的类成员

常量成员的初始化

classSILLY

public:

SILLY():ten(10)〃初始化常量数据成员

〃此处不能再对ten赋值

private:

constintten;

｝；

§5.5特殊的类成员

♦例：定义一个多边形的类

classPOLYGON

（

public:

private:

constintedgnum;〃边数确定的对象

charlinecolor;

）；

注：常量成员不能作为左值

§5.5特殊的类成员

♦方法一

POLYGON::POLYGON():edg_num(3)

{

line_color=0;

for(……)

♦方法二

POLYGON::POLYGON(intedgNum):edgnum(edgNum)

{"

line_color=0;

for(……)

....；用构造函数的参数edgNum的

}值初始化常量成员edgnum

§5.5特殊的类成员

♦常量成员的使用注意：

⑴常量成员只能初始化，不能赋值

⑵常量成员的初始化必须在成员初始化参

数表中进行

§5.5特殊的类成员

非常量成员，也可在成员初始化参数表中进

行初始化

例:

POLYGON::POLYGON(charcolor,intedgNum)

:edgnum(edgNum),linecolor(color)

fbr(inti=0;........)

§5.5特殊的类成员

♦静态成员

-用static说明的成员

♦静态成员分为：

-静态数据成员

-静态函数成员

♦静态成员由类的所有对象共享

（不属于某个对象）

§5.5特殊的类成员

♦彳列：要记录FILE类中有多少个文件对象

classFILE

(

public:

staticintget_file_number()〃静态成员函数

{——

returnfilenumber;

}"

private:

staticintfilenumber;〃静态数据成员

}；

§5.5特殊的类成员

♦理解静态成员

§5.5特殊的类成员

静态成员的使用

⑴静态成员的初始化必须在全局范围进行

intFILE::file_number=O;

classFILE

(

private:\/

staticintfilenumber=O;X

)；A

voidmain()

intFILE::file_number=O;

§5.5特殊的类成员

⑵静态数据成员可以由所有成员函数访问

voidFILE::incFileNum()

(

file_number++;

}"

⑶静态成员函数只可以访问静态数据成员

staticintget_file_number()〃静态成员函数

cout«file_name;V//是对象的特征

returnfile_number;\/

§5.5特殊的类成员

静态成员的用途

记录对象个数（用来保存流动变化的对象个数）

一般在构造函数中增加，析构函数中递减

所有对象共享资源（它不属于某个对象）

如：内存，文件，数据库，打印机等

♦例：分析程序执行结果

#include<iostream.h>

classMYCLASS

public:

MYCLASS(inta,intb，intc);

voidget_number();

voidget_sum();

private:

intx，y,z;