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1、第四章类与对象封装（Encapsulation）是面向对象程序设计最基本的特性，也就是把数据（属 性）和函数（操作）合成一个整体，这是用类与对象实现的。本章重点：1. 引入C+的类（class）和对象（object）的概念，建立 函数也可以是数据类型 的成员”的思想。2.运算符重载。4.1.1 C+类的定义类的引入：类是一种数据类型。描述客观事物必须用不同的数据类型来描述不同的方面。如商品：商品名称（用字符串描述），该商品数量（用整型数描述），该商品单价（用浮 点数描述），该商品总价（用浮点数描述）。这里用了属于三种不同数据类型的四个数据成员（data member）来描述一种商品类的表述:c
2、lassCGoodspublic:charName21 ;intAmount ;floatPrice ;floatTotal_value ; ; /最后的分号不可少，这是一条说明语句关键字class是数据类型说明符，指出下面说明的是类。标识符 CGoods是商品这个类的类型名。花括号中是构成类体 的系列成员，关键字public是一种访问限定符。4.1.1 C+类的定义访问限定符（access specifie）:public （公共的）说明的成员能从外部进行访问。private （私有的）和protected（保护的）说明的成员不能从外部进行访问。每种说明符可在类体中使用多次。访问限定符的作用
3、域是从该说明符出现开始到下一个说明符之前或类体结束之前 结束。如果在类体起始点无访问说明符，系统默认定义为私有（private）。访问限定符private （私有的）和protected （保护的）体现了类具有封装性（En capsulation）4.1.1 C+类的定义类的定义：class类名private :成员表1;public:成员表2;protected:成员表3;；/注意：所有说明都以分号结束其中“clas类名”称为类头(classhead。花括号中的部分称为类体(classbody,类体中定义了类成员表(classmemberlist)，包含数据和函数4.1.1 C+类的定义成员
4、函数(memberfunction)：classCGoodsprivate:charName21;i ntAmou nt;floatPrice;floatTotal_value;public:void RegisterGoods(char,int,float); 输入数据 voidCountTotal(void) ; /计算商品总价值 voidGetName(char) ; /读取商品名 intGetAmount(void) ; / 读取商品数量 floatGetPrice(void) ;/读取商品单价 floatGetTotal_value(void) ; ; /读取商品总价值4.1.1 C
5、+类的定义圭寸装：类把数据(事物的属性)和函数(事物的行为 一一操作)封装为一个整体。 接口：通常数据成员被说明成私有的，函数成员被说明成公有的；从外部对数据成员进 行操作，只能通过公有函数来完成，数据受到了良好的保护，不易受副作用的影响 公有函数集定义了类的接口( in terface)。成员函数可以直接使用类定义中的任一成员，可以处理数据成员，也可调用函数 成员。类是一种数据类型，定义时系统不为类分配存储空间，所以不能对类的数据成员 初始化。类中的任何数据成员也不能使用关键字extern、auto或register限定其存储类型。4.1.2成员函数的定义函数定义：通常在类定义中，成员函数仅
6、作声明。函数定义通常在类的说明之后进行，其格 式如下：返回值类型类名：:函数名（参数表）函数体其中运算符“:称为作用域解析运算符（scoperesoluti on operator）它指出该函数是 属于哪一个类的成员函数。4.1.3对象的创建与使用定义对象：定义一种数据类型只是告诉编译系统该数据类型的 一个样板，以此样板可以在内存中开辟出同样结对象是类的实例（instanc9。 构造，并没有预定内存。类只是 构的实例一一对象。格式如下：CGoodsCa;这个定义创建了 CGoods类的一个对象Car,同时为它分配了属于它自己的存储 块，用来存放数据和对这些数据实施操作的成员函数（代码）。对象只
7、在定义它的域中有效。对象存储： 对象1对象2对象n图4.1:：各对象完全独立地安排内存的方案图4.1是系统为每一个对象分配了全套的内存。数据区安放成员数据，代码区安 放成员函数。注意：区别同一个类的各个不同的对象的属性是由数据成员决定的，不同对象的 数据成员的内容是不一样的；而行为（操作）是用函数来描述的，这些操作的代 码对所有对象都是一样的。对象1对象2对象n图4.2各对象的代码区共用的方案图4.2仅为每个对象分配一个数据区，代码区（放成员函数的区域）为各对象类 共用。图4.1对应的是在类说明中定义函数，而图4.2对应的是在类说明外部定义函数。4.1.3对象的创建与使用内联函数：使用关键字i
8、nline,系统自动采用内联扩展方法实现，每个对象都有该函数一份 独立的代码。如RegisterGoods（函数可定义为：in li nevoidCGoods:RegisterGoods（char n ame ,in tam ount , floatprice）strcpy（Name,name） ; Amount=amount; Price=price ; 则每个对象都有RegisterGoods（函数一份独立的代码。注意：inline只是一个建 议，最后由编译器决定是否执行。对象的存储方式是物理的，这是由计算机来完 成的，它并不影响类在逻辑上的封装性。4.1.3对象的创建与使用商品类对象应用
9、实例对象使用规则：只要在对象名后加点号（点操作符，成员访问运算符（member access oprato之一），再加成员数据或成员函数名就可以了。但是这些成员必须是公有的成员， 只有公有成员才能在对象的外面对它进行访问【例4.1】中对象car的4个数据成员全是私有的,如写：car.Name;car. Amount; car.Price;car.Total_value;是错误的，必须用对象car所带的公有函数进行访问。4.2从面向过程到面向对象（阅读）结构化程序设计特点：采用的是 自顶向下，逐步细化（divide andconquer,stepwise refinemen）”的思想。具体操作方
10、法是模块化。模块是按功能来 分的，所以也称功能块。在 C+中称为一个函数，一个函数解决一个问题，即实 现一个功能或一个操作。在模块化的思想中已经出现了封装的概念，这个封装是把数据封装到模块中，即 局部变量。这是很不彻底的，因为模块是功能的抽象，而数据则是具有其个性 的，一但发生变化，抽象的功能模块就不再适用了。可维护性差成了制约结构化 程序设计的瓶颈。面向过程程序设计缺点的根源在于数据与数据处理分离。4.2从面向过程到面向对象（阅读）结构化程序设计弱点：当软件规模过大，采用结构化程序设计，其开发和维护就越来越难控制。其根本 的原因就在于面向过程的结构化程序设计的方法与现实世界（包括主观世界和客
11、 观世界）往往都不一致，结构化程序设计的思想往往很难贯彻到底。对象概念：对象的概念是面向对象技术的核心所在。面向对象技术中的对象就是现实世界中 某个具体的物理实体在计算机逻辑中的映射和体现。4.2从面向过程到面向对象（阅读）体可以抽象出类别的 概念。对应于计算机 世界就有一个类（団class）的概念。面 向对象是计算机世界 模拟现实世界。图4.3 表达了计算机世界与 现实世界之间的对应 关系。4.2E从面向过程到面向对象（阅读）对象、类与消息：面向对象程序设计模拟自然界认识和处理事物的方法，将数据和对数据的操作方 法放在一起，形成一个相对独立的整体 对象（object），同类对象还可抽象 出共
12、性，形成类（class ）。一个类中的数据通常只能通过本类提供的方法进行处 理，这些方法成为该类与外部的接口。对象之间通过消息（message进行通讯。4.2从面向过程到面向对象（阅读） 对象属性表针旋钮 其他机械机构行为调节旋钮4.2从面向过程到面向对象（阅读）类- 1是一个抽象的概念，用来描述某一类对象所共有的、本质的属性和类行为。E34.2从面向过程到面向对象（阅读）消息我们把对象之间产生相互作用所传递的 信息称做消息发送消息接收并响应消息 转向启动4.2从面向过程到面向对象（阅读）面向对象程序设计的特点: 封装性对象是一个封装体，在其中封装了该隐藏”在对对象的属性和操作。通过限制对属性
13、和操作的访问权限，可以将属性 象内部，对外提供一定的接口，在对象之外只能通过接口对对象进行操作。C+通过建立数据类型一一类来支持封装和数据隐藏。封装性增加了对象的独立性，从而保证了数据的可靠性。一个定 义完好的类可以作为独立模块使用。动机作械零件读调表节盘旋钮4.2从面向过程到面向对象（阅读）继承与派生 以汽车为例看客观世界描述事物的方式： 面向对象程序设计提供了类似的机制： 当定义了一个类后，又需定义 一个新类，这个新类与原来的类 相比，只是增加或修改了部分属 性和操作，这时可以用原来的类 派生出新类，新类中只需描述自叵己所特有的属性和操作。新类称为子类或派生类E，原来的类称为基类。派生可以
14、一直进行下去，形成一个派生树。继承性大大简化了对问题的描述，大大提高了程序的可重用性，从而提高了程序 设计、修改、扩充的效率。RI4.2从面向过程到面向对象（阅读）多态性多态性指，同一个消息被不同对象接收时，产生不同结果，即实现同一接口，不 同方法。高中生大学生4.2从面向过程到面向对象（阅读）继承和多态性组合，可以生成很多相似但又独一无二的对象。继承性使得这些对 象可以共享许多相似特性，而多态又使同一个操作对不同对象产生不同表现形 式。这样不仅提高了程序设计的灵活性，而且団减轻了分别设计的负担4.3构造函数和析构函数数据成员多为私有的，要对它们进行初始化，必须用一个公有函数来进行。同时 这个函数应该在且仅在定义对象时自动执行一次。称为：构造函数(constructor1 )JD
