第四章C++类与对象

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回顾：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）。
自顶向下，逐步求精——功能分解。 效率低，程序的可重用性差。

特点：


缺点：

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面向对象的方法
面 向 对 象 的 思 想

目的：

实现软件设计的产业化。 自然界是由实体（对象）所组成的。OO方法 是采用对自然界的模仿描述并处理现实问题的 方法。 抽象、封装、继承和多态 高度概括、分类、和抽象。
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对象/类(Object&Class)
类 和 对 象

对象是由数据（数据成员、成员变量、实例变 量、对象的局部变量等）及能对其实施的操作 （成员函数、方法或消息处理过程等）所构成 的封装体，它属于值的范畴。
类（对象的类型）描述了对象的特征（数据和 操作），它属于类型的范畴 。 类是对逻辑上相关的函数和数据的封装，是对 问题的抽象描述。

OOP
的 基 本 特 点
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抽象实例——钟表
OOP

数据抽象：
int Hour, int Minute, int Second
的 基 本 特 点

功能抽象：
SetTime（ ）, ShowTime（ ）
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抽象实例——钟表类
OOP
class Clock { public: void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime（ ）; private: int Hour,Minute,Second; };
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观点：


OO程序设计特点：


要求：

面向对象程序设计的基本特点 ——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。
class 类名称 { public: private: 公有成员（外部接口）
};
私有成员 protected: 保护型成员
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类成员的访问控制

类 和 对 象
在C++的类定义中，可以用访问控制修饰符public， private或protected来描述对类成员的访问限制。 例如：
class A { public: //访问不受限制。 int x; void f(); private: //只能在本类和友元中访问。 int y; void g(); protected: //只能在本类、派生类和友元中访问。 int z; void h(); };
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程序实例
类 和 对 象
void Clock :: SetTime(int NewH, int NewM,int NewS) { Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; } void Clock :: ShowTime() {
cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
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的 基 本 特 点
抽象实例——人
OOP

数据抽象：
char *name,char *sex, int age, int id
的 基 本 特 点

代码抽象：
生物属性角度： GetCloth（ ）, Eat（ ）, Step（ ）,…
社会属性角度： Work（ ）, Promote（ ） ,…
9来自百度文库
面向对象程序设计的基本特点 ——封装
特定的访问权限
的 基 本 特 点
边界:实现封装
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面向对象程序设计的基本特点 ——继承与派生
OOP
是C++中支持层次分类的一种机制，允许程 序员在保持原有类特性的基础上，进行更具体 的说明。 实现：声明派生类——第七章
的 基 本 特 点
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面向对象程序设计的基本特点 ——多态性

的 基 本 特 点
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类的定义

时钟类定义：
class Clock { public: void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime(); private: int Hour,Minute,Second; };
类 和 对 象

C++的类是一种用户自定义类型，定义形式如下：
{ ...... //允许访问：x,y,f,g,h } protected: int y; void h() { ...... //允许访问：x,y,f,g,h }
};
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类的成员函数

类 和 对 象

成员函数描述了对类定义中的数据成员 所能实施的操作。 成员函数的实现：
成员函数一般是将函数的原型写在类体中，实现 是写在类定义之外的。 成员函数的定义也可以放在类定义中，此时形成 内联成员函数。例如：
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类成员的访问控制

类 和 对 象
类的数据成员和在类的内部使用的成员函数应 该指定为private，只有提供给外界使用的成员 函数才指定为public。 public访问控制的成员构成了类与外界的一种 接口（interface）。操作一个对象时，只能通 过访问对象类中的public成员来实现。 protected类成员访问控制具有特殊的作用（继 承）。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。
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，即形成“类”。
目的是增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。
实现封装：类声明中的{}
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封装实例——钟表类
OOP

实例：
class Clock { 外部接口 public: void SetTime(int NewH,int NewM, int NewS); void ShowTime（ ）; private: int Hour,Minute,Second; };
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内联成员函数
类 和 对 象

内联成员函数与一般的内联函数一样，函 数体中不允许有复杂结构（如循环语句和 switch语句）。 内联成员函数的定义方式：


将函数体放在类的声明中。 在类外使用inline关键字定义的成员函数。
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程序实例
类 和 对 象
#include<iostream> using namespace std; class Clock { public: void SetTime (int NewH=0, int NewM=0,int NewS=0); void ShowTime(); private: int Hour, Minute, Second; };


面向对象程序设计的基本特点 类和对象 构造函数和析构函数 类的组合 UML图形标识 结构体和联合体 程序实例
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类和对象 —— c++中的类
类 和 对 象



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。
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类成员的访问控制

类 和 对 象
在类定义中，可以有多个public、private和 protected访问控制说明，C++的默认访问控制 是private，例如：
class A { int m,n; //m,n的访问控制说明为private。 public: int x; void f()； private: int y; void g(); protected: int z; void h(); public: void f1(); };
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注意： 一般将类的实现放在类外 定义。此时，类的成员函 数名需要限制，例如 Clock::ShowTime
类的成员函数

类 和 对 象

成员函数调用中的目的对象： 调用成员函数需要使用“.”操作符指出调 用所针对的对象，这一对象在本次调用中称为 目的对象。
类中成员互访

直接使用成员名 使用“对象名.成员名”方式访问 public 属性的 成员
C++语言程序设计
第四章 类与对象
主讲：康 丽
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本章内容



面向对象程序设计的基本特点 类和对象 构造函数和析构函数 类的组合 UML图形标识 结构体和联合体 程序实例
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本章内容



面向对象程序设计的基本特点 类和对象 构造函数和析构函数 类的组合 UML图形标识 结构体和联合体 程序实例
对象
类 和 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;

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类中成员的访问方式
类 和 对 象

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
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通过对象来访问类的成员时要受到类成员访问控 制的限制，例如： ...... class A A a; { public: void f() a.f(); //OK { ...... //允许访问：x,y,f,g,h a.x = 1; //Error } a.g(); //Error private: a.y = 1; //Error int x; void g() a.h(); //Error
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数据成员


类定义中的数据成员描述了类的对象所包含的数据的类型， 数据成员的说明格式与非成员数据的声明格式相同，例如： class Date //类定义 { ...... private: //访问控制说明 int year,month,day; //数据成员说明 }; 说明数据成员时不允许进行初始化（某些静态数据成员除 外）。例如： class A { int x=0; //Error const double y=0.0; //Error ...... };
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数据成员

类 和 对 象
数据成员的类型可以是任意的C++类型（void除外）。 在说明一个数据成员的类型时，如果未见到相应的类型 定义或相应的类型未定义完，则该数据成员的类型只能 是这些类型的指针或引用类型（静态成员除外）。例如： class A;//A是在程序其它地方定义的类，这里是声明。 class B { A a; //Error，未见A的定义。 B b; //Error，B还未定义完。 A *p; //OK B *q; //OK A &aa; //OK B &bb; //OK static B shared; //OK };
类外访问

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成员函数

类 和 对 象
类成员函数名是可以重载的（析构函数除外）， 它遵循一般函数名的重载规则。例如：
class A { ...... public: void f(); int f(int i); double f(double d); ...... };

也允许声明带缺省形参值的成员函数
多态：一段代码能够处理多种类型对象的 能力。 目的：达到行为标识统一，减少程序中标 识符的个数。 多态性实现机制：
强制多态：数据类型的显式或隐式转换 重载多态：函数和操作符重载——第八章 类型参数化多态：函数模板和类模板——第九章 包含多态：虚函数——第八章

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OOP
本章内容


class A { ... void f() {...} //建议编译器按内联函数处理。 };
等价于： 类外定义： Inline A::void f() {...}
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例：时钟类的定义
类 和 对 象
class Clock { public: void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime（ ）; private: int Hour,Minute,Second; }; void Clock::SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) { Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; } void Clock::ShowTime（ ） { cout<<Hour<<“:”<<Minute< <“:”<<Second<<endl; }