第4章类与对象

– 实现封装：类声明中的{}
封装
OOP 的 基 本 特 点

实例：
class Clock 外部接口 { public: void SetTime(int NewH,int NewM, int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; };
OOP 的 基 本 特 点
抽象实例——钟表
OOP 的 基 本 特 点

数据抽象：
int Hour, int Minute, int Second

代码抽象：
SetTime(), ShowTime()
抽象实例——人
OOP 的 基 本 特 点
数据抽象：
char *name,char *gender,int age,int id
1.2 类的定义
2. 成员函数
作为类成员的成员函数描述了对类中的数据成员实施的操作。成员函数的定义、 声明格式与非成员函数(全局函数)的格式相同。成员函数可以放在类中定义，也可以放 在类外。放在类中定义的成员函数为内联(inline)函数。 Clock类中的成员函数就是放在类内定义的。 C++可以在类内声明成员函数的原型，在类外定义函数体。这样做的好处是相当于 在类内列了一个函数功能表，使我们对类的成员函数的功能一目了然，避免了在各个函 数实现的大堆代码中查找函数的定义。在类中声明函数原型的方法与一般函数原型的声 明一样，在类外定义函数体的格式如下：
1.2 类的定义
class Clock { private: int H,M,S; public: Clock AddTime(Clock C2){ // 形参为Clock类型的变量 Clock T; // 函数体中定义了Clock类型的变量 ... return T; // 返回类型为Clock类型 } };
1.2 类的定义
简单讲，类是一个包含函数的结构体。因此，类的定义与结构类型的定 义相似，其格式如下： class 类名 { public: 公有数据成员或公有函数成员的定义； protected: 保护数据成员或保护函数成员的定义； 说明: private: 关键字class表明定义的是一个类； 私有数据成员或私有函数成员的定义； 类名是类的名称，应是一个合法的标识符； }; public、protected、private为存取控制属性(访问权限)，用来控制对类的 成员的存取。如果前面没有标明访问权限，默认访问权限为private。 类的成员有数据成员与函数成员两类，类的数据成员和函数成员统称为类的 成员，类的数据成员一般用来描述该类对象的属性,称为属性；函数成员是描 述类行为，称作方法。函数成员由函数构成，这些作为类成员的函数因此也 叫成员函数。
观点：
– 自然界是由实体（对象）所组成。
程序设计方法：
– 使用面向对象的观点来描述模仿并处理 现实问题。

要求：
– 高度概括、分类、和抽象。
抽象
抽象是对具体对象（问题）进行概括， 抽出这一类对象的公共性质并加以描述 的过程。
– 先注意问题的本质及描述，其次是实现过 程或细节。 – 数据抽象：描述某类对象的属性或状态 （对象相互区别的物理量）。 – 代码抽象：描述某类对象的共有的行为特 征或具有的功能。 – 抽象的实现：通过类的声明。
注意:
在成员函数中不仅可以自由使用类的成员，还可以使用该类定义变量(对 象)，通过变量使用成员。其原因是函数在调用时才在栈内存中建立函数体中的变 量(包括实参)，这时类已经定义完毕，当然可以使用已定义完整的类类型的变量。
：
1.2 类的定义
例如：例1中定义了一个时钟类Clock。
1.2 类的定义
1. 数据成员
类定义中的数据成员描述了类对象所包含的数据类型，数据成员的类型 可以是C++基本数据类型，也可以是构造数据类型。
struct Record { char name[20]; int score; }; class Team { private: int num; //基本数据类型 Record *p; //构造数据类型 };
1 类与对象
【例1】 模拟时钟
分析：不管什么样的时钟, 也不管各种时钟 是如何运行的, 它都具有时、分、秒3个属性。除 了运行、显示时间的基本功能外，还有设置(调整) 时间、设置闹钟等功能。将时钟的这些属性与功 能抽象出来，分别给出面向过程的程序与面向对 象的程序来实现对时钟的模拟。
思考：二者有何不同？
代码抽象：
生物属性角度： GetCloth(), Eat(), Walk(),… 社会属性角度： Work(), Promote() ,…
封装
OOP 的 基 本 特 点
将抽象出的数据成员、代码成员相结 合，将它们视为一个整体。
– 目的是曾强安全性和简化编程，使用者 不必了解具体的实现细节，而只需要通 过外部接口，以特定的访问权限，来使 用类的成员。
注意:
因为类只是一种类型，类中的数据成员不占内存空间，因此在定义数据成员 时不能给数据成员赋初值。 类的数据成员除了可以使用前面讲述的C++类型外，还可以使用已定义完整的 类类型。 在正在定义的类中，由于该类型没有定义完整，所以不能定义该类类型的变 量，只能定义该类类型的指针成员以及该类类型的引用成员。
时钟程序A
时钟程序B
1 /***************************** ***************************** 2 * p7_1_a.cpp * * p7_1_b.cpp * 3 * 面向过程的时钟程序 * * 面向对象的时钟程序 * 4 ******************************/ ******************************/ 5 #include <iostream> #include <iostream> 6 using namespace std; using namespace std; 7 struct Clock { class Clock { 8 int H,M,S; private: 9 }; int H,M,S; 10 Clock MyClock; public: 11 void SetTime(int H,int M,int S) void SetTime(int h,int m,int s) 12 { { 13 MyClock.H=(H>=0&&H<24)?H:0; H=(h>=0&&h<24)?h:0; 程序解释 : 14 MyClock.M=(M>=0&&M<60)?M:0; M=(m>=0&&m<60)?m:0; 通过对上述两种方案的程序进行简单的观察，可以发现它们存在下面几点不同： 15 MyClock.S=(S>=0&&S<60)?S:0; S=(s>=0&&s<60)?s:0; 16在程序 A 中，时钟数据用一个结构型的变量存储，对时钟数据的存取通过函数实现。由于存 } } 17储时钟数据的是一个全局变量，在任何地方都可见，可以不通过函数单独存取时钟数据。 void ShowTime() void ShowTime() 18程序{B中，只能通过类提供的函数操作时钟。 { cout<<MyClock.H<<":"; cout<<H<<":"<<M<<":"<<S<<endl; 19程序A中，数据与对数据操作相互独立，数据作为参数传递给函数。程序 B中，数据与对数 20 cout<<MyClock.M<<":"; } 据的操作构成一个整体。 21 cout<<MyClock.S<<endl; }; 22程序}A与程序B运行的初始结果不同。这是因为在程序 A中，变量是全局的；在程序B中, 对 void main(void) 是函数main()中的局部对象。全局变量与局部变量在没有初始化时，取初 23象(变量 void)MyClock main(void) { Clock MyClock; 值方式不同，这样造成了运行结果不同。将第 23行移出 main()外，使之变成全局对象后， 24 { ShowTime(); MyClock.ShowTime(); 运行结果 25两程序结果完全相同。 SetTime(8,30,30); MyClock.SetTime(8,30,30); 0:0:0 -85893460:-85893460:-5893460 MyClock.ShowTime(); 26在程序ShowTime(); B中发现，一个以class开头的类似结构体的结构，将时钟的数据与对数据进行处理 27的函数包括在一起，这就是用 } 8:30:30 C++实现的类。 } 8:30:30
第4 章
类与对象
第4 章
学习目标
类与对象
1. 掌握类的定义,会根据需求设计类; 2. 会根据类创建各种对象； 3. 掌握对象的各种成员的使用方法； 4. 会设计构造函数与拷贝构造函数来初始化对象；理解其调用过程 与顺序； 5. 析构函数； 6. 类的组合。
面向过程的设计方法
面 向 对 象 的 思 想


重点:
– 如何实现细节过程，将数据与函数分开。
形式：
– 主模块+若干个子模块（main()+子函数）。
ห้องสมุดไป่ตู้
特点：
– 自顶向下，逐步求精——功能分解。
缺点：
– 效率低，程序的可重用性差。