第1章 面向对象程序设计基本概念

draw()
1.4 面向对象程序设计特点(5/5)


面向对象技术的优点
易于建模 易于维护 可扩展性好 代码重用
1.5 面向对象程序的结构


面向对象程序设计的任务
设计类 创建类的对象实例 协调这些对象共同工作

面向对象程序仍然需要一个入口： main函数
例子1：编写一个雇员类Employee并测试它(1/3)
1.2 面向对象语言和方法(7/7)


面向对象方法的一些特性
程序设计的重点在数据而不是函数 程序由对象组成 对象之间通过相互协作来完成功能 大多数对象的定义以数据为中心 函数与相关的数据紧密结合 数据可以被隐藏 很容易扩充新的数据和函数
1.3 类、对象和消息(1/10)


六十年代末期——Simula 67（面向对 象语言的鼻祖）
包含了类和继承的概念 类——描述特性相同或相近的一组对象的 结构和行为 继承——将多个类组织成层次结构，实现 数据和操作的共享
1.2 面向对象语言和方法(2/7)


七十年代末八十年代初——Smalltalk （第一个真正的集成开发环境）
1.4 面向对象程序设计特点(4/5)



多态性
程序设计中很多类可以通过继承的关系构 成树形结构 多态性使程序员可以通过统一的接口操纵 这些类的对象 对于同一条函数调用语句不同的对象会执 行不同的操作
多态性示例
Shape draw()
Circle
Triangle
Square
draw()
draw()


1.3 类、对象和消息(9/10)
C++将“向对象发消息”处理成“调用对象 的某个成员函数” C++将“对象响应消息”处理成“转去执行 相应的成员函数” 调用对象zhang的成员函数borrowBook
zhang.borrowBook(12); rptborrowBook(12); ref.borrowBook(12);



数据隐藏和访问机制
对象对内部数据提供了不同级别的保护
对象私有的代码和数据不能被外界直接访 问 外界只能通过公有成员函数和对象交互 有效地保护数据，提高程序的可维护性

1.4 面向对象程序设计特点(3/5)


继承
继承允许从现有的类（基类）建立新类（派生类） 派生类继承了基类的属性和行为 派生类可以修改和扩充这些属性和行为 派生类可以增加新的数据成员和函数成员 派生类对象被认为是基类的对象——方便统一管理 提高软件开发的效率和软件质量
1.1为什么要提出面向对象程序设计(3/6)
问题：如果定义了Date型变量today，忘了初始 化就使用了它；如果又定义了 Date型变量 tomorrow，没有调用add_day（），而是 直接写了下面代码 tomorrow.y=today.y; tomorrow.m=today.m; tomorrow.d=today.d+1;
1_3.cpp #include <string> #include <iostream> using namespace std; class Employee { public: Employee(string n) { name = n; }
//构造函数
例子1：编写一个雇员类Employee并测试它(2/3) void setSalary(double s) { salary = s; } void printSalary() { cout<<"My salary is $"<<salary<<"!"<<endl; } void whoAreYou() { cout<<endl<<"My name is "<<name<<".\n"; } private: string name; double salary; };
1.3 类、对象和消息(7/10)


类是一种新的自定义类型，可以用该类型来声明变量、指针、 数组等 对象各自拥有自己的数据空间，互不干扰 Reader zhang; //声明Reader类的对象zhang Reader reader[1000]; //声明Reader类的数组 Reader *rptr = &zhang; //声明Reader类型的指针 Reader &ref = zhang; //声明Reader类型的引用



抽象和封装
抽象——提取和表现事物的核心特性，不描 述背景细节
类的定义是对实体的抽象和描述（定义类 Reader时，要描述哪些特性？）


封装——把数据及与数据相关的操作组织在 一个单独的程序单元（对象）中
结构清晰，对象之间的独立性好，接口关系简 单，可扩充性和可维护性好
1.4 面向对象程序设计特点(2/5)
1.3 类、对象和消息(8/10)


对象可以响应消息
对象zhang可以响应registration（注 册）、borrowBook（借书）和 returnBook（还书）三种消息 要对象zhang借书可以向对象zhang发 borrowBook消息 对象zhang则通过执行成员borrowBook 来响应消息

1.3 类、对象和消息(10/10)


消息机制的特性
同一对象可以接收不同的消息，并有不同 的响应。如对象zhang可接收注册、借书、 还书三种消息 给不同对象发送同一消息会产生不同的效 果。


对象之间是平等的，每个对象都可以向 其它对象发消息，让其为自己服务
1.4 面向对象程序设计特点(1/5)
例子1：编写一个雇员类Employee并测试它(3/3) int main() { //声明类Employee的对象a和b Employee a("Zhang Shan"), b("Li Si"); a.setSalary(123.4); //给对象a发消息setSalary b.setSalary(156.7); //给对象b发消息setSalary a.whoAreYou(); //给对象a发消息whoAreYou a.printSalary(); //给对象a发消息printSalary b.whoAreYou(); //给对象b发消息whoAreYou b.printSalary(); //给对象b发消息printSalary return 0; }
1.1为什么要提出面向对象程序设计(2/6)
运行1_1.cpp，依次输入下面数据：
2012 3 15 2012 15 3 -3 13 32 2000 2 29 问题：日期的合法性无法保证

第2个方案，在第1个基础上设计一些辅 助函数，完成一些最常见的操作 1_2.cpp
init_day(),初始化，将合理日期值赋给数据 成员 add_day(),增加日期的值



类是某些对象共同特征的表示
类是创建对象的模板，对象是类的实例
1.3 类、对象和消息(3/10)


如何区分类和对象——以“人”和“张三”为 例
“人”描述了所有人（包括“张三” ）都具有的 属性和行为，如有姓名、身高、体重，有鼻子、 眼睛、四肢，能交流、能思维等等 类（“人”）描述的概念是抽象的 “人”的姓名是什么？ “人”的身高是什么？ 对象（“张三”）是具体的 “张三”的姓名是“张三” “张三”的身高是185CM
第1章 面向对象程序设计基本概念
为什么要提出面向对象程序设计 面向对象语言和方法 类、对象和消息 面向对象程序设计特点 面向对象程序的结构
1.1为什么要提出面向对象程序设计(1/6) 如何在程序中表示日期?（如2012年3月 15日）
第一个方案，一个简单的结构 struct Date { int y; //year int m; //month in year int d; //day of month }; 可以利用Date做什么事呢？
1.3 类、对象和消息(5s开头 class后面是类名（Reader） 类名后面花括号扩起来的部分是类体 类的定义以分号结尾
1.3 类、对象和消息(6/10)


内容说明
类的定义可以包含数据和函数 关键字public后面定义了类的公有成员 类Reader有四个公有成员函数：Reader、 registration（注册）、borrowBook（借书） 和returnBook（还书） 关键字private后面定义的是类的私有成员 类Reader包含两个私有数据成员，姓名 （name）和借书证号（certifNo） 数据成员和成员函数都可以是私有的或公有的
1.3 类、对象和消息(4/10)


类和对象的例子
教室——1342教室 国家——中国 学校——东华大学 ……
例子：读者类Reader
class Reader { public: Reader(); //构造函数 int registration(char *name);//注册 int borrowBook(int bookNo); //借书 int returnBook(int bookNo); //还书 private: char *name; //姓名 char *certifNo;//借书证号 };


面向对象程序设计的一般步骤
分析实际问题，分辨并抽取其中的类和对 象 设计相应的类，并根据这些类创建各种对 象 协调这些对象完成程序功能