c++_1

面向对象程序设计C++
第一章 面向对象程序设计概述
主讲：何丽萍
关于本课程的学习:
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教材和参考书 课时计划表与学时
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教学要求
考查形式
参考书:

[1] 秦军．C++语言学习与实验指导．南京：河海大学 出版社，2006 [2] 陈维兴．C++面向对象程序设计习题解答与实验指 导．北京：清华大学出版社，2009
面向对象的基本概念
——继承(Inheritance）
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定义：
特殊类的对象拥有其一般类的全部非私有属性 与服务，称作特殊类对一般类的继承。
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意义： 举例：(一般类和特殊类)。
1、P6哺乳动物、狗和柯利狗的关系 2、轮船和客轮的关系 演示
对软件复用有着重要意义，能提高软件开发效率。
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面向对象的基本概念
将数据及对数据的操作方法封装在一起，作为一个相 互依存、不可分离的整体——对象。
对同类型对象抽象出其共性，形成类。



类通过一个简单的外部接口，与外界发生关系。
对象与对象之间通过消息进行通讯。
•优点：
程序模块间的关系更简单，独立性、数据的安全性有保障。
通过继承与多态性，可大大提高程序的可重用性，使得软件 的开发和维护都更为方便。
C++--“对象+消息”模式；C-- “数据+算法” 模式。
•兼容性：
保持C的简洁、高效和接近汇编语言等特性。
•改良：
对源代码的支持和对系统库的支持。
改进了C中一些易产生错误的语法（见后文）。
•扩充 ：
C++语言 与 OOP 的 类 无关的性能 扩充 与 OOP 的 类 有关的性能 扩充
新增 许多 控制 符
•面向对象方法中的对象：
——对象(Object)_2
是系统中用来描述客观事物的一个实体， 它是用来构成系统的一个基本单位。 对象由一组属性和一组行为构成。 •属性：用来描述对象静态特征的数据项。 •行为：用来描述对象动态特征的操作序列。
面向对象的基本概念
•分类——人类通常的思维方法
——类(Class)_1
典型的OOP语言
－－C＋＋
•产生的时期：
1980年、贝尔实验室Bjarne StroutStrup。
•主要的特性：
支持面向过程和面向对象两种程序设计方法
•应用场合：
适应大型复杂程序开发与维护
C++与C语言之比较
•本质差别：
编程方法方面：
C++--面向对象；C语言--面向过程。
程序结构方面：
图形用户界面的应用，很难用过程来描 述和实现，开发和维护都很困难。
典型的结构化程序设计语言
--C语言
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优点：
高效、灵活并能够对底层操作。
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缺点：
不具有支持代码重用的类的机制（致命缺点）
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应用场合：
适用于中小型的程序设计的编程。
代码长度在1万行之下
程序设计方法的发展历程
•思想：

——面向对象的程序设计方法
具体实验时间：6、10、16周上课时间
考查形式
平时成绩 共占 40%。 期末闭卷考试占 60%。 课程总成绩为上述成绩之和

对学生的要求

时间紧任务重，课前要预习、课后要复习 不迟到早退，课上认真听讲，并做适量的 笔记 大课、上机辅导课不得缺席 作业按时完成，编程题建议上机调试通过 完成并提交六次实验报告
依据的原则——抽象 忽略事物非本质特征，而从本质特征中找出事物 的共性，把具有共性的事物划分为一类，得出一 个抽象的概念。 例如：石头、树木、汽车、房屋等都是人们在长 期生产和生活实践中抽象出的概念。
演示
——类(Class)_2 •面向对象方法中的“类”:
具有相同属性和服务的一组对象的集合 为属于该类的全部对象提供了抽象的描述， 包括属性和行为两个主要部分。 类与对象的关系：

优点：
有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解 成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。
•缺点：
可重用性差、数据安全性差
把数据和处理数据的过程分离为相互独 立的实体,当数据结构改变时，所有相关 的处理过程都要进行相应的修改。
每一种相对于老问题的新方法都要带来 额外的开销。
难以开发图形界面的应用
典型的几种OOP语言
•Simula67：
20世纪60年代开发，鼻祖，主要用于仿真建模
•Smalltalk:
20世纪70年代开发，最有影响的OOP语言之一
•Eiffel： •C++：
理论上最有商业潜力的最好的OOP语言 对C进行面向对象扩充，支持两种范型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•Java：
SUN公司20世纪90年代开发，广泛用于网络编程
新增 许多 功能 函数
抽象、封装 、继承与派 生、多态性 等机制
本章作业
P13 1.2
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演示
面向对象的基本概念
（1）封装性：
——封装（Encapsulation）
对象是面向对象程序设计的基石，其特性： 私有元素、操作细节隐藏，提供对外接口，消息激活
（2）模块独立性：
对象为独立模块，变化不受外界干扰，不影响其它模块 （3）动态链接性： 对象通过消息传递机制将对象动态地联系在一起 （4）易维护性 对象功能被隐蔽，修改完善工作局限于内部，易维护
面向对象的基本概念
•一般意义上的对象：
——对象(Object) _1
是现实世界中一个实际存在的事物。 有形（一台洗衣机）、无形的（一项计划）。
是构成世界的一个独立单位，具有：
静态特征：对象的状态；
如：人的姓名、性别等状态 动态特征：对象所表现的行为或具有的功能 如：人的吃饭、跑步等行为
面向对象的基本概念

答疑时间和地点
时间 单周周三第四大节 地点 教4-528 （第一次在教四221）
我的联系方法:

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本章主要内容

什么是面向对象程序设计 为什么要使用面向对象程序设计 面向对象程序设计的语言
程序设计方法的发展历程
——面向过程的结构化程序设计方法
设计思路:
采用模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之。
程序结构：
按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。 各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立；每 一模块内部均由顺序、选择、循环三种基本结构组成。 其模块化实现的具体方法是使用子程序。
程序设计方法的发展历程
——面向过程的结构化程序设计方法
•犹如模具与铸件之间的关系（举例P3，教师）; •一个属于某类的对象称为该类的一个实例。
面向对象的基本概念
面向对象的基本概念
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——封装（Encapsulation）
定义： 描述： 举例：
隐蔽对象内部细节，对外形成一道屏障，只保 留有限的对外接口使之与外部发生联系。 录音机。
把对象的属性和服务结合成一个独立的系统单位。
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——多态性(Polymorphism）
描述：
1、同一名称，不同的功能实现方式；
2、不同对象收到相同消息时产生不同的行为。
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目的： 达到行为标识统一，减少程序中标识符的个数。 实现： 编译时多态--重载函数、运行时多态--虚函数 演示
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举例P14 ：
1、 “挪开”的解释
2、对“移动”消息，“窗口”和“棋子”的不 同行为


[3] 钱能．C++程序设计教程．第2版．北京：清华大学 出版社，2005
课时计划表
章 节 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
总学时26+6（+6）
课 时 1 3 6 6 6 2 2 实验
1 2 1 1 1
面向对象程序设计概述 C＋＋概述 类与对象 派生类与继承 多态性 模板与异常处理 I/O流