第四章类与对象.ppt

1、0页,定义类,类是具有相同属性和行为的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和行为两个主要部分。 利用类可以实现数据的封装、隐藏、继承与派生。 利用类易于编写大型复杂程序，其模块化程度比C中采用函数更高。,类的声明形式,1页,公有类型成员,关键字public声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。 公有成员可以被程序中的其他函数(包括main)访问。是对外的窗口。 它们是类的接口，通过接口为外部提供类操作的方法。,私有类型成员,在关键字private后面声明，只允许本类中的函数访问，而类外部的任何函数都不能访问。 关键字缺省：默

2、认private。 class Clock int Hour, Minute, Second; ; private:私有成员只能被该类的成员函数访问。,2页,保护类型,与private类似，其差别表现在继承与派生时对派生类的影响不同，第七章讲。 保护成员可以被该类的派生类的成员函数访问。 但对其它类是隐蔽的，不可访问的。,类的成员,class Clock public: void SetTime(int NewH, int NewM,int NewS); void ShowTime(); private: int Hour, Minute, Second; ; int main() Clock

3、 c1; c1.SetTime(1,1,1); c1.Hour=5;c1.Minute=5; c1.ShowTime(); ,私有成员，不能被外部操作,3页,类的成员,void Clock:SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; void Clock:ShowTime() coutHour:Minute:Second; ,私有成员，可以被自身成员函数访问,成员数据,与一般的变量声明相同，但需要将它放在类的声明体中。 在类定义时不能给成员数据赋初始值。 class Clock publi

4、c: private: int Hour=2, Minute=3, Second=0; ;,4页,成员函数,在类中说明原型，可以在类外给出函数体实现，并在函数名前使用类名加以限定。也可以直接在类中给出函数体，形成内联成员函数。 允许声明重载函数和带默认形参值的函数,内联成员函数,为了提高运行时的效率，对于较简单的函数可以声明为内联形式。 内联函数体中不要有复杂结构（如循环语句和switch语句）。 在编译时直接嵌入到代码相应位置中。不存在函数调用。 在类中声明内联成员函数的方式： 将函数体放在类的声明中。 使用inline关键字。,5页,内联成员函数举例(一),class Point publ

5、ic: void Init(int initX,int initY) X=initX; Y=initY; int GetX() return X; int GetY() return Y; private: int X,Y; ;,内联成员函数举例(二),class Point public: void Init(int initX,int initY); int GetX()； int GetY()； private: int X,Y; ;,inline void Point: Init(int initX,int initY) X=initX; Y=initY; inline int Poi

6、nt:GetX() return X; inline int Point:GetY() return Y; ,6页,使用类的对象,类的对象是该类的某一特定实体，即类类型的变量。 声明形式： 类名 对象名； 例： Clock myClock; Point A,B; Point *p=,类和对象之间的关系，可以用整型int和整型变量i之间的关系来类比。 C+把类的变量称为类的对象，对象是类的实例化如同i是int的变量。 声明了一个类便声明了一个新的类型，类本身不接受和存储具体的值， 只作为生成具体对象的一种“样板”， 定义了对象后，系统才为对象分配存储空间。 如果在函数外，在声明类的同时定义的对象

7、是一个全局的对象。如： class point op1,op2; main() ,对象,7页,类中成员的访问方式,类中成员互访 直接使用成员名 类外访问 使用“对象名.成员名”方式访问 public 属性的成员 使用“对象指针-成员名”方式访问 public 属性的成员,例4-1类的应用举例,#include using namespace std; class Clock ./类的声明略 . /类的实现略 int main() Clock myClock; myClock.SetTime(8,30,30); myClock.ShowTime(); ,8页,构造函数,构造函数的作用是在对象被创

8、建时使用特定的值构造对象，或者说将对象初始化为一个特定的状态。 在对象创建时由系统自动调用。 如果程序中未声明，则系统自动产生出一个默认形式的构造函数 允许为内联函数、重载函数、带默认形参值的函数 类的构造与析构分别由类的构造函数和析构函数来实现，其中构造函数与析构函数与类同名，只是析构函数前多了一个 符号。,构造函数和析构函数具有普通成员函数的许多共同特性，但还具有一些独特的特性，我们可以把它们归纳成下面几点： 它们都没有返回值说明，也就是说定义构造函数和析构函数时不需指出类型。 它们不能被继承。 和大多数C+函数一样，构造函数可以有缺省参数。 析构函数可以是虚的(visual)，但构造函数

9、不行。 不可取它们的地址。 不能用常规调用方法调用构造函数；当使用完全的限定名(带对象名、类名和函数名)时可以调用析构函数。 当定义对象时，程序自动调用构造函数；当删除对象时，程序自动调用析构函数。,9页,构造函数举例,class Clock public: Clock(int NewH,int NewM,int NewS);/构造函数 void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; ;,与类同名,构造函数的实现： Clock:Clock(int NewH,

10、int NewM, int NewS) Hour= NewH; Minute= NewM; Second= NewS; 建立对象时构造函数的作用： int main() Clock c(0,0,0); /隐含调用构造函数，将初始值作为实参。 c.ShowTime(); ,在类外实现，需要域作用符,10页,缺省的构造函数,如果用户不定义构造函数和析构函数，则系统自动生成类的构造函数和析构函数，只是这时只能分配和释放对象实例的存储空间，而不进行初始化、指针空间处理或其他工作。 class point private: int x,y; public: setpoint(int,int); ; ma

11、in() point p1,p2; /定义类point的对象x1,x2时调用构造函数 . . p1=p2; /什麽时候析构 ,无自定义构造函数,11页,class complex private: double real; double imag; public: complex(double r=0.0,double i=0.0); double abscomplex(); 这时： complex s1; /全部用缺省值 complex s2(1.1); /只传递一个参数 complex s3(1.1,2.2); /传递二个参数,构造函数参数的缺省值,在上面定义了三个对象sl，s2，s3，它

12、们都是定义合法的对象，传递不同的参数，使它们的私有成员real，imag取得不同的值。 对象s1，因为在定义时没有传递参数，所以real，imag均取构造函数的缺省参数值为其赋值，因此real，imag均为0值。 对象s2，在定义时只传递了一个参数，传递的这个参数就给了构造函数中的第一个参量，而第二个参量取缺省值，所以对象s2的私有成员real取值为1.1，而y为0。 对象s3，在定义时传递了两个参数，这两个参数分别给了私有成员real和imag取值为1.1，y为2.2。,12页,构造函数参数的缺省值,缺省参数并不只用于构造函数，一般的成员函数，甚至于一般的全局函数都可以使用缺省参数。 在许多

13、应用中，经常会遇到这样的情况，在函数所带的参数中，有一部分可以缺省，而有一部分不可缺省。此时所采取的规则是，所有取缺省值的参数必须出现在不取缺省值的参数的右边。也就是说所有的缺省参数必须是参数表中最后的参数。下面的例子非常清楚地描述了这个原则：,13页,构造函数的二义性问题,在定义构造函数时，一定要注意，所定义的多个构造函数之间，在参数的个数或类型上必须存在差异，否则在系统调用时就会出现二义性。 我们在上一节讲了函数的缺省参数，在定义多个构造函数，又使用缺省参数时，特别要注意防止出现二义性。,下面我们用一个main()函数来使用这个类： main() / X one(10); /定义x类的两个

14、对象 X two; / 上面定义了两个对象： 对象one，在定义过程中，传递了一个整型参量10，它与x(int)相匹配，因此在创建对象one的同时，调用构造函数x(inti20)对对象one初始化。 对象two，在定义过程中，没有传递参数，此时有两种可能的情况：第一种是在创建对象时调用不带参数的构造函数x()来对对象初始化；另一种情况是在创建对象时调用带缺省参数的构造函数x(int I=0)来对对象进行初始化，参数取缺省值0。这两种情况的存在使系统无法确定到底调用哪个构造函数，这就出现了二义性。,14页,复制构造函数,复制构造函数是一种特殊的构造函数，其形参为本类的对象引用。 class 类名

15、 public : 类名（形参）；/构造函数 类名（类名 Y=yy; Point(Point,Point:Point (Point ,15页,复制构造函数(例4-2),当用类的一个对象去初始化该类的另一个对象时,系统自动调用复制构造函数实现拷贝赋值。 int main() Point A(1,2); Point B(A); /复制构造函数被调用,显式 Point C=A; /复制构造函数被调用,复制式 coutB.GetX()endl; ,若函数的形参为类对象，调用函数时，实参赋值给形参，系统自动调用复制构造函数。例如： void fun1(Point p) coutp.GetX()endl;

16、 int main() Point A(1,2); fun1(A); /调用复制构造函数 ,16页,复制构造函数(例4-2),当函数的返回值是类对象时，系统自动调用复制构造函数。例如： Point fun2() Point A(1,2); return A; /调用复制构造函数 int main() Point B; B=fun2(); ,17页,默认的复制构造函数,如果程序员没有为类声明复制初始化构造函数，则编译器自己生成一个默认的复制构造函数。 这个构造函数执行的功能是：用作为初始值的对象的每个数据成员的值，初始化将要建立的对象的对应数据成员。,缺省复制构造函数的功能： class poi

17、nt int x, y; public: point(int a, int b) x=a;y=b; void print() coutx yendl; void setx(int i) x=i; ; int main( ) point p1(30,40); point p2(p1); point p3=p1; p3.setx(9); p1.print(); p2.print(); p3.print(); return 0; ,p2.x=p1.x; p2.y=p1.y; 为什么要自定义？,18页,4.3 析构函数,完成对象被删除前的一些清理工作。 在对象的生存期结束的时刻系统自动调用它，然后再释

18、放此对象所属的空间。 如果程序中未声明析构函数，编译器将自动产生一个默认的析构函数。,19页,构造函数和析构函数举例,#include using namespace std; class Point public: Point(int xx,int yy); Point(); /.其他函数原型 private: int X,int Y; ; Point:Point(int xx, int yy) X=xx; Y=yy; Point:Point() /.其他函数的实现略 类的析构函数不接受参数也不返回数值，类只有一个析构函数，不能进行析构函数的重载。,20页,构造和析构的顺序,class Cr

19、eateAndDestroy public: CreateAndDestroy( int, string ); / constructor CreateAndDestroy(); / destructor private: int data; string memo; zero(0, zero ); CreateAndDestroy : CreateAndDestroy( int value, string str) data = value; memo=str; cout Object memo constructorendl; CreateAndDestroy : CreateAndDes

20、troy() cout Object memo destructor endl; ,21页,构造和析构的顺序,void create( void ); / prototype CreateAndDestroy first( 1, first ); / global object int main() cout (global created before main) endl; CreateAndDestroy second( 2, second ); / local object cout (local automatic in main) endl; static CreateAndDes

21、troy third( 3, third ); / local object cout (local static in main) endl; create(); / call function to create objects CreateAndDestroy fourth( 4, fourth ); / local object cout (local automatic in main) endl; ,22页,构造和析构的顺序,/ Function to create objects void create( void ) CreateAndDestroy fifth( 5, fif

22、th ); cout (local automatic in create) endl; static CreateAndDestroy sixth( 6, sixth ); cout (local static in create) endl; CreateAndDestroy seventh( 7, seventh ); cout (local automatic in create) endl; ,23页,构造和析构的顺序,24页,4.4 调用复制构造函数的综合实例,一圆形游泳池如图所示，现在需在其周围建一圆形过道，并在其四周围上栅栏。栅栏价格为35元/米，过道造价为20元/平方米。过道

23、宽度为3米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算并输出过道和栅栏的造价。,#include using namespace std; const float PI = 3.14159; const float FencePrice = 35; const float ConcretePrice = 20; /声明类Circle 及其数据和方法 class Circle private: float radius; public: Circle(float r); /构造函数 float Circumference() const; /圆周长 float Area() const; /圆面积 ;,

24、/ 类的实现 / 构造函数初始化数据成员radius Circle:Circle(float r) radius=r / 计算圆的周长 float Circle:Circumference() const return 2 * PI * radius; / 计算圆的面积 float Circle:Area() const return PI * radius * radius; int main () float radius; float FenceCost, ConcreteCost; / 提示用户输入半径 coutradius; / 声明 Circle 对象 Circle Pool(ra

25、dius); Circle PoolRim(radius + 3);,25,/计算栅栏造价并输出 FenceCost=PoolRim.Circumference()*FencePrice; coutFencing Cost is ￥FenceCostendl; /计算过道造价并输出 ConcreteCost=(PoolRim.Area()- Pool.Area()*ConcretePrice; coutConcrete Cost is ￥ConcreteCostendl; 运行结果 Enter the radius of the pool: 10 Fencing Cost is ￥2858.8

26、5 Concrete Cost is ￥4335.39,26,能不能用一个成员函数来代替？,27页,组合的概念：类成员对象,类中的成员数据是另一个类的对象。 可以在已有抽象的基础上实现更复杂的抽象。,举例,class Point private: float x,y; /点的坐标 public: Point(float h,float v); /构造函数 float GetX(void); /取X坐标 float GetY(void); /取Y坐标 void Draw(void); /在(x,y)处画点 ; /.函数的实现略,class Line private: Point p1,p2; /

27、线段的两个端点 public: Line(Point a,Point b); /构造函数 void Draw(void); /画出线段 ; /.函数的实现略,组合类成员对象,调用了什么？,28页,类组合的构造函数设计,原则：不仅要负责对本类中的基本类型成员数据赋初值，也要负责对象成员初始化。 声明形式： 类名:类名(对象成员所需的形参，本类成员形参) :对象成员1(参数)，对象成员2(参数)，. 本类初始化 ,类组合的构造函数调用,构造函数调用顺序：先调用内嵌对象的构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声明者先构造）。然后调用本类的构造函数。（析构函数的调用顺序相反） 若调用默认构造函数，则内嵌对象

28、的初始化也将调用相应的默认构造函数。,29页,类的组合举例（二）,class Part /部件类 public: Part(); Part(int i); Part(); void Print(); private: int val; ;,class Whole public: Whole(); Whole(int i,int j,int k); Whole(); void Print(); private: Part one; Part two; int date; ;,Whole:Whole() date=0; Whole:Whole(int i,int j,int k): two(i),

29、one(j),date(k) Whole自身的处理 /.其他函数的实现略,30,class Employee public: Employee(.); Employee(); void print(); private: char firstName100; char lastName100; /下面两行应该写什么? ? ? Employee:Employee(char *fname,char *lname, int bmonth,int bday,int byear, int hmonth,int hday,int hyear) :birthDate(bmonth,bday,byear),h

30、ireDate(hmonth,hday,hyear) ? ,class Date int year; int month; int day; public: Date(int,int,int); ;,31页,前向引用声明,类应该先声明，后使用 如果需要在某个类的声明之前，引用该类，则应进行前向引用声明。 前向引用声明只为程序引入一个标识符，但具体声明在其他地方。,前向引用声明举例,class B; /前向引用声明 class A public: void f(B b); ; class B public: void g(A a); ;,因为这里要用,32页,前向引用声明注意事项,使用前向引用声

31、明虽然可以解决一些问题，但它并不是万能的。需要注意的是，尽管使用了前向引用声明，但是在提供一个完整的类声明之前，不能声明该类的对象，也不能在内联成员函数中使用该类的对象。请看下面的程序段： class Fred; /前向引用声明 class Barney Fred x; /错误：类Fred的声明尚不完善 ; class Fred Barney y; ;,33页,前向引用声明注意事项,class Fred;/前向引用声明 class Barney public: void method() x-yabbaDabbaDo();/错误：Fred类的对象在定义之前被使用 private: Fred* x;/正确，经过前向引用声明，可以声明Fred类的