C第四版课件第四章

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1、第四章第四章 类与对象类与对象C+语言程序设计东华理工大学信息工程学院东华理工大学信息工程学院C+语言程序设计ECIT CoIE2本章主要内容本章主要内容l面向对象的思想面向对象的思想lOOP的基本特点的基本特点l类概念和声明类概念和声明l对象对象l构造函数构造函数l析构函数析构函数l内联成员函数内联成员函数l拷贝构造函数拷贝构造函数l类的组合类的组合l结构体与联合体结构体与联合体l深度探索深度探索C+语言程序设计ECIT CoIE3回顾：面向过程的设计方法回顾：面向过程的设计方法l重点重点: :如何实现的细节和过程，将数据与函数分开。l形式：形式：主模块+若干个子模块（main()+子函数）

2、。l特点：特点：自顶向下，逐步求精功能分解。l缺点：缺点：效率低，程序的可重用性差。面向对象的思想C+语言程序设计ECIT CoIE4面向对象的方法面向对象的方法l目的：目的：实现软件设计的产业化。l观点：观点：自然界是由实体（对象）所组成。l程序设计方法：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。l要求：要求：高度概括、分类、和抽象。面向对象的思想C+语言程序设计ECIT CoIE5抽象抽象抽象是对具体对象（问题）进行概括，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抽出这一类对象的公共性质并加以描述的过程。的过程。先注意问题的本质及描述，其次是实现过

3、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。OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE6抽象实例抽象实例钟表钟表l数据抽象：数据抽象：int hour,int minute,int secondl代码抽象：代码抽象：setTime(),showTime()OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE7抽象实例抽象实例钟表类钟表类class Clock public: void setTime(int newH, int newM, int newS); void showTim

4、e(); private: int hour, minute, second;OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE8抽象实例抽象实例人人l数据抽象：数据抽象：string name,string gender,int age,int idl代码抽象：代码抽象：生物属性角度：getCloth(), eat(), step(),社会属性角度：work(), promote() ,OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE9封装封装将抽象出的数据成员、代码成员相结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。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

5、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OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE10封装封装l实例：实例：class Clock public:void setTime(int newH, int newM, int newS); void showTime(); private: int hour, minute, second;边界特定的访问权限OOP的基本特点外部接口C+语言程序设计ECIT CoIE11继承与派生继承与派生是是C+中支持层次分类的一种机制，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，允

6、许程序员在保持原有类特性的基础上，进行更具体的说明。进行更具体的说明。实现：声明派生类实现：声明派生类见见第第7章章OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE12多态性多态性l多态：同一名称，不同的功能实现方式。多态：同一名称，不同的功能实现方式。l目的：达到行为标识统一，减少程序中标目的：达到行为标识统一，减少程序中标识符的个数。识符的个数。l实现：重载函数和虚函数实现：重载函数和虚函数见见第第8章章OOP的基本特点C+语言程序设计ECIT CoIE13c+中的类中的类l类是具有相同属性和行为的一组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的集合，它为属于该

7、类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属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。性和行为两个主要部分。l利用类可以实现数据的封装、隐藏、利用类可以实现数据的封装、隐藏、继承与派生。继承与派生。l利用类易于编写大型复杂程序，其模利用类易于编写大型复杂程序，其模块化程度比块化程度比C中采用函数更高。中采用函数更高。类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE14类的声明形式类的声明形式 类是一种用户自定义类型，声明形式：类是一种用户自定义类型，声明形式：class 类名称 public: 公有成员（外部接口） private: 私有成员 protected: 保护型成员类

8、和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE15公有类型成员公有类型成员在关键字在关键字public后面声明，它们是类后面声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。问公有类型数据和函数。类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE16私有类型成员私有类型成员在关键字在关键字private后面声明，后面声明，只允许只允许本类中的函数访问，而类外部的任何函本类中的函数访问，而类外部的任何函数都不能访问。数都不能访问。如果如果紧跟在类名称的后面声明私有成员，紧跟在类名称的后面声明私有成员，则则关键字关键字privateprivate可

9、以可以省略。省略。类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE17保护类型保护类型与与private类似，其差别表现在继承与类似，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。派生时对派生类的影响不同，第七章讲。类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE18类的成员类的成员class clock public: void setTime(int newH, int newM, int newS); void showTime(); private: int hour, hinute, second;类 和 对 象成员数据成员函数void Clock:setTime(int n

10、ewH, int newM,void Clock:setTime(int newH, int newM,int newS) int newS) hour = newH; hour = newH; minute = newM; minute = newM; second = newS; second = newS; void Clock:showTime() void Clock:showTime() cout hour : minute : cout hour : minute : second;second; 19C+语言程序设计ECIT CoIE20成员数据成员数据l与一般的变量声明相同，

11、但需要将它与一般的变量声明相同，但需要将它放在类的声明体中。放在类的声明体中。类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE21成员函数成员函数l在类中说明原型，可以在类外给出函数在类中说明原型，可以在类外给出函数体实现，并在函数名前使用类名加以限体实现，并在函数名前使用类名加以限定。也可以直接在类中给出函数体，形定。也可以直接在类中给出函数体，形成内联成员函数。成内联成员函数。l允许声明重载函数和带默认形参值的函允许声明重载函数和带默认形参值的函数数类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE22内联成员函数内联成员函数l为了提高运行时的效率，对于较简单为了提高运行时的效率，对于较简单

12、的函数可以声明为内联形式。的函数可以声明为内联形式。l内联函数体中不要有复杂结构（如循内联函数体中不要有复杂结构（如循环语句和环语句和switch语句）。语句）。l在类中声明内联成员函数的方式：在类中声明内联成员函数的方式：将函数体放在类的声明中。使用inline关键字。类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE23内联成员函数举例内联成员函数举例(一一)class Point class Point public: public: void init(int initX, int initY) void init(int initX, int initY) x = initX; x =

13、 initX; y = initY; y = initY; int getX() int getX() return x; return x; int getY() int getY() return y; return y; private: private: int x, y; int x, y;类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE24内联成员函数举例内联成员函数举例(二二)class Point class Point public: public: void init(int initX, int initY); void init(int initX, int initY

14、); int getX() int getX()； int getY()int getY()； private:private: int x, y; int x, y;类 和 对 象inlineinline void Point: void Point: init(int initX,int initY) init(int initX,int initY) x = initX; x = initX; y = initY; y = initY; inlineinline int Point:getX() int Point:getX() return x; return x; inlineinl

15、ine int Point:GetY() int Point:GetY() return y; return y; 25C+语言程序设计ECIT CoIE26对象对象l类的对象是该类的某一特定实体，即类的对象是该类的某一特定实体，即类类型的变量。类类型的变量。l声明形式：声明形式： 类名类名 对象名；对象名；l例：例： Clock myClock;Clock myClock;类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE27类中成员的访问方式类中成员的访问方式l类中成员互访类中成员互访直接使用成员名l类外访问类外访问使用“对象名.成员名”方式访问 public 属性的成员类 和 对 象C+语

16、言程序设计ECIT CoIE28例例4-1类的应用举例类的应用举例#include#includeusing namespace std;using namespace std;class Clock class Clock ./ ./类的声明略类的声明略 /./.类的实现略类的实现略int main() int main() Clock Clock myClockmyClock; ;myClock.setTimemyClock.setTime(8, 30, 30);(8, 30, 30);myClock.showTimemyClock.showTime();();return 0;retur

17、n 0; 类 和 对 象C+语言程序设计ECIT CoIE29构造函数构造函数l构造函数的作用是在对象被创建时使构造函数的作用是在对象被创建时使用特定的值构造对象，或者说将对象用特定的值构造对象，或者说将对象初始化初始化为一个特定的状态。为一个特定的状态。l在对象创建时在对象创建时由系统自动调用由系统自动调用。l如果程序中未声明，则系统自动产生如果程序中未声明，则系统自动产生出一个出一个隐含隐含的参数列表为空的构造函的参数列表为空的构造函数数l允许为允许为内联内联函数、函数、重载重载函数、函数、带默认带默认形参值形参值的函数的函数构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE30构造函数

18、举例构造函数举例class Clock class Clock public:public:Clock(int newH,int newM,int newS);/Clock(int newH,int newM,int newS);/构造函数构造函数void setTime(int newH, int newM, int newS);void setTime(int newH, int newM, int newS);void showTime();void showTime();private:private:int hour, minute, second;int hour, minute,

19、 second;构造函数和析构函数构造函数的实现：构造函数的实现：Clock:Clock(int newH, int newM, int newS) Clock:Clock(int newH, int newM, int newS) hour = newH;hour = newH;minute = newM;minute = newM;second = newS;second = newS; 建立对象时构造函数的作用：建立对象时构造函数的作用：int main() int main() Clock c(0,0,0); Clock c(0,0,0); /隐含调用构造函数，将初始值作为实参。隐含调

20、用构造函数，将初始值作为实参。 c.showTime();c.showTime();return 0;return 0; 31C+语言程序设计ECIT CoIE32拷贝构造函数拷贝构造函数拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，其形参为本拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，其形参为本类的对象引用。类的对象引用。class 类名 public : 类名（形参）；/构造函数 类名（类名 &对象名）；/拷贝构造函数 .；类名:类（类名 &对象名）/拷贝构造函数的实现 函数体 构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE33拷贝构造函数拷贝构造函数(例例4-2)class Point public:P

21、oint(int xx=0, int yy=0) x = xx; y = yy; Point(Point& p);int getX() return x; int getY() return y; private:int x, y;构造函数和析构函数Point:Point (Point& p) Point:Point (Point& p) x = p.x; x = p.x; y = p.y; y = p.y; cout Calling the copy constructor cout Calling the copy constructor endl; endl; 34C+语言程序设计ECI

22、T CoIE35拷贝构造函数拷贝构造函数(例例4-2)l当用类的一个对象去初始化该类的另一个当用类的一个对象去初始化该类的另一个对象时系统自动调用拷贝构造函数实现拷对象时系统自动调用拷贝构造函数实现拷贝赋值。贝赋值。int main() int main() Point a(1,2); Point a(1,2); Point b = a; / Point b = a; /拷贝构造函数被调用拷贝构造函数被调用 cout b.getX() endl; cout b.getX() endl; 构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE36拷贝构造函数拷贝构造函数(例例4-2)l若函数的形参

23、为类对象，调用函数时，若函数的形参为类对象，调用函数时，实参赋值给形参，系统自动调用拷贝实参赋值给形参，系统自动调用拷贝构造函数。例如：构造函数。例如：void fun1(Point p) void fun1(Point p) cout p.getX() endl; cout p.getX() endl; int main() int main() Point a(1, 2); Point a(1, 2); fun1(a); / fun1(a); /调用拷贝构造函数调用拷贝构造函数 return 0;return 0; 构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE37拷贝构造函数拷贝构

24、造函数(例例4-2)l当函数的返回值是类对象时，系统自动调用当函数的返回值是类对象时，系统自动调用拷贝构造函数。例如：拷贝构造函数。例如：Point fun2() Point fun2() Point a(1, 2); Point a(1, 2); return a; / return a; /调用拷贝构造函数调用拷贝构造函数 int main() int main() Point b; Point b; b = fun2(); b = fun2(); return 0; return 0; 构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE38隐含的拷贝构造函数隐含的拷贝构造函数如果程序员

25、没有为类声明拷贝初始如果程序员没有为类声明拷贝初始化构造函数，则编译器自己生成一个隐化构造函数，则编译器自己生成一个隐含的拷贝构造函数。含的拷贝构造函数。这个构造函数执行的功能是：用作这个构造函数执行的功能是：用作为初始值的对象的每个数据成员的值，为初始值的对象的每个数据成员的值，初始化将要建立的对象的对应数据成员。初始化将要建立的对象的对应数据成员。构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE39析构函数析构函数l完成对象被删除前的一些清理工作。完成对象被删除前的一些清理工作。l在对象的生存期结束的时刻系统自动在对象的生存期结束的时刻系统自动调用它，然后再释放此对象所属的空调用它，然

26、后再释放此对象所属的空间。间。l如果程序中未声明析构函数，编译器如果程序中未声明析构函数，编译器将自动产生一个隐含的析构函数。将自动产生一个隐含的析构函数。构造函数和析构函数C+语言程序设计ECIT CoIE40构造函数和析构函数举例构造函数和析构函数举例#include #include using namespace std;using namespace std;class Point class Point public:public: Point(int xx,int yy); Point(int xx,int yy); Point(); Point(); /. /.其他函数原型其他

27、函数原型private:private: int x, y; int x, y;构造函数和析构函数Point:Point(int xx,int yy) Point:Point(int xx,int yy) x = xx; x = xx; y = yy; y = yy; Point:Point() Point:Point() /./.其他函数的实现略其他函数的实现略41C+语言程序设计ECIT CoIE42类的应用举例类的应用举例(例例4-3)一圆形游泳池如图所示，现在需在其周围建一圆形游泳池如图所示，现在需在其周围建一圆形过道，并在其四周围上栅栏。栅栏价格为一圆形过道，并在其四周围上栅栏。栅栏

28、价格为35元元/米，过道造价为米，过道造价为20元元/平方米。过道宽度为平方米。过道宽度为3米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算并米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算并输出过道和栅栏的造价。输出过道和栅栏的造价。游泳池过道#include #include using namespace std;using namespace std;const float PI = 3.141593;const float PI = 3.141593;/给出给出p p的值的值const float FENCE_PRICE = 35;const float FENCE_PRICE = 35;/栅栏的单价栅

29、栏的单价const float CONCRETE_PRICE = 20;/const float CONCRETE_PRICE = 20;/过道水泥单价过道水泥单价class Circle class Circle /声明定义类声明定义类Circle Circle 及其数据和方法及其数据和方法public:public:/外部接口外部接口Circle(float r);Circle(float r);/构造函数构造函数float circumference();float circumference();/计算圆的周长计算圆的周长float area();float area();/计算圆的面

30、积计算圆的面积private:private:/私有数据成员私有数据成员float radius;float radius;/圆半径圆半径;43/类的实现类的实现/构造函数初始化数据成员构造函数初始化数据成员radiusradiusCircle:Circle(float r) Circle:Circle(float r) radius = r;radius = r; /计算圆的周长计算圆的周长float Circle:circumference() float Circle:circumference() return 2 * PI * radius; return 2 * PI * radi

31、us; /计算圆的面积计算圆的面积float Circle:area() float Circle:area() return PI * radius * radius; return PI * radius * radius; 44int main () int main () float radius;float radius;cout Enter the radius of the pool: ;cout radius;cin radius; Circle pool(radius);Circle pool(radius);/游泳池边界游泳池边界Circle poolRim(radius

32、+ 3);Circle poolRim(radius + 3);/栅栏栅栏 /计算栅栏造价并输出计算栅栏造价并输出 float fenceCost = poolRim.circumference() * float fenceCost = poolRim.circumference() * FENCE_PRICE;FENCE_PRICE; cout Fencing Cost is $ fenceCost cout Fencing Cost is $ fenceCost endl;endl;45/计算过道造价并输出计算过道造价并输出float concreteCost = (poolRim.ar

33、ea() - pool.area() * float concreteCost = (poolRim.area() - pool.area() * CONCRETE_PRICE;CONCRETE_PRICE;cout Concrete Cost is $ concreteCost endl;cout Concrete Cost is $ concreteCost endl;return 0;return 0; 运行结果运行结果Enter the radius of the pool: 10Enter the radius of the pool: 10Fencing Cost is $2858

34、.85Fencing Cost is $2858.85Concrete Cost is $4335.4Concrete Cost is $4335.446C+语言程序设计ECIT CoIE47组合的概念组合的概念l类中的成员数据是另一个类的对象。类中的成员数据是另一个类的对象。l可以在已有抽象的基础上实现更复杂可以在已有抽象的基础上实现更复杂的抽象。的抽象。类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE48举例举例class Point private: float x, y; /点的坐标public: Point(float h, float v); /构造函数 float getX();

35、 /取X坐标 float getY(); /取Y坐标 void draw(); /在(x,y)处画点;/.函数的实现略类 的 组 合class Line class Line private:private: Point p1, p2; / Point p1, p2; /线段的两个端点线段的两个端点public:public: Line(Point a, Point b); / Line(Point a, Point b); /构造函数构造函数 void draw(void); /void draw(void); /画出线段画出线段;/./.函数的实现略函数的实现略49C+语言程序设计ECIT

36、 CoIE50类组合的构造函数设计类组合的构造函数设计l原则：不仅要负责对本类中的基本类型成原则：不仅要负责对本类中的基本类型成员数据赋初值，也要对对象成员初始化。员数据赋初值，也要对对象成员初始化。l声明形式：声明形式：类名:类名(对象成员所需的形参，本类成员形参) :对象1(参数)，对象2(参数)，. 本类初始化 类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE51类组合的构造函数调用类组合的构造函数调用l构造函数调用顺序：先调用内嵌对象的构造函数调用顺序：先调用内嵌对象的构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声明者先构造）。然后调用本类的构造函明者先构造）。然

37、后调用本类的构造函数。（析构函数的调用顺序相反）数。（析构函数的调用顺序相反）l初始化列表中未出现的内嵌对象，用默初始化列表中未出现的内嵌对象，用默认构造函数（即无形参的）初始化认构造函数（即无形参的）初始化l系统自动生成的隐含的默认构造函数中，系统自动生成的隐含的默认构造函数中，内嵌对象全部用默认构造函数初始化内嵌对象全部用默认构造函数初始化类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE52类的组合举例（二）类的组合举例（二）class Part /class Part /部件类部件类public:public: Part(); Part(); Part(int i); Part(int

38、i); Part(); Part(); void Print(); void Print();private:private: int val; int val;类 的 组 合class Whole class Whole public:public: Whole(); Whole(); Whole(int i, int j, int k); Whole(int i, int j, int k); Whole(); Whole(); void Print(); void Print();private:private: Part one; Part one; Part two; Part tw

39、o; int date; int date;53Whole:Whole() Whole:Whole() date=0; date=0; Whole:Whole(int i, int j, int k)Whole:Whole(int i, int j, int k) : two(i), one(j), date(k) : two(i), one(j), date(k)/./.其他函数的实现略其他函数的实现略54C+语言程序设计ECIT CoIE55前向引用声明前向引用声明l类应该先声明，后使用类应该先声明，后使用l如果需要在某个类的声明之前，引用如果需要在某个类的声明之前，引用该类，则应进行前向

40、引用声明。该类，则应进行前向引用声明。l前向引用声明只为程序引入一个标识前向引用声明只为程序引入一个标识符，但具体声明在其他地方。符，但具体声明在其他地方。类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE56前向引用声明举例前向引用声明举例class B; /class B; /前向引用声明前向引用声明class A class A public:public: void f(B b); void f(B b);class B class B public:public: void g(A a); void g(A a);类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE57前向引用声明注意事项

41、前向引用声明注意事项l使用前向引用声明虽然可以解决一些问题，但它并使用前向引用声明虽然可以解决一些问题，但它并不是万能的。需要注意的是，尽管使用了前向引用不是万能的。需要注意的是，尽管使用了前向引用声明，但是在提供一个完整的类声明之前，不能声声明，但是在提供一个完整的类声明之前，不能声明该类的对象，也不能在内联成员函数中使用该类明该类的对象，也不能在内联成员函数中使用该类的对象。请看下面的程序段：的对象。请看下面的程序段：class Fred; /前向引用声明class Barney Fred x; /错误：类Fred的声明尚不完善;class Fred Barney y;类 的 组 合C+语

42、言程序设计ECIT CoIE58前向引用声明注意事项前向引用声明注意事项class Fred;class Fred;/前向引用声明前向引用声明 class Barney class Barney public:public: void method() void method() x.yabbaDabbaDo(); x.yabbaDabbaDo();/错误：错误：FredFred类的对象在定义之前被使用类的对象在定义之前被使用 private: private: Fred &x;/ Fred &x;/正确，经过前向引用声明，可以声明正确，经过前向引用声明，可以声明FredFred类的对象引用类

43、的对象引用; class Fred class Fred public:public: void yabbaDabbaDo(); void yabbaDabbaDo();private:private: Barney &y; Barney &y; ; 类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE59前向引用声明注意事项前向引用声明注意事项l应该记住：当你使用前向引用声明时，应该记住：当你使用前向引用声明时，你只能使用被声明的符号，而不能涉你只能使用被声明的符号，而不能涉及类的任何细节。及类的任何细节。类 的 组 合C+语言程序设计ECIT CoIE60UML简介简介lUMLUML语言是一种

44、可视化的的面向对象建模语语言是一种可视化的的面向对象建模语言。言。lUMLUML有三个基本的部分有三个基本的部分事物（Things）UML中重要的组成部分，在模型中属于最静态的部分，代表概念上的或物理上的元素关系（Relationships）关系把事物紧密联系在一起图（Diagrams）图是很多有相互相关的事物的组UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE61UML中有中有4种类型的事物种类型的事物l结构事物（结构事物（Structural thingsStructural things）l动作事物（动作事物（Behavioral thingsBehavioral things）l分组事

45、物（分组事物（Grouping thingsGrouping things）l注释事物（注释事物（Annotational thingsAnnotational things）UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE62UML中的关系中的关系l依赖（依赖（DependenciesDependencies） l关联（关联（AssociationAssociation） l泛化（泛化（GeneralizationGeneralization） l实现（实现（RealizationRealization）UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE63UML中的中的9种图种图l类图（类图

46、（Class diagramClass diagram）l对象图（对象图（Object diagramObject diagram）l用例图（用例图（Use case diagramUse case diagram）l顺序图（顺序图（Sequence diagramSequence diagram）l协作图（协作图（Collaboration diagramCollaboration diagram）l状态图（状态图（Statechart diagramStatechart diagram）l活动图（活动图（Activity diagramActivity diagram）l组件图（组件图（C

47、omponent diagramComponent diagram）l实施图（实施图（Deployment diagramDeployment diagram）UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE64类图类图l举例：举例：ClockClock类的完整表示类的完整表示lClockClock类的简洁表示类的简洁表示Clock- hour : int- minute : int- second : int+ showTime() : void+ setTime(newH:int=0,newM:int=0,newS:int=0):voidClockUML图形标识C+语言程序设计ECIT C

48、oIE65对象图对象图myClock : Clock- hour : int- minute : int- second : intmyClock : ClockUML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE66类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识l依赖关系依赖关系图中的“类A”是源，“类B”是目标，表示“类A”使用了“类B”，或称“类A”依赖“类B”类 A类 BUML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE67类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识l作用关系作用关系关联关联图中的“重数A”决定了类B的每个对象与类A的多少个对象发生作用，同样“重数B”决定了类A的每个对象与类

49、B的多少个对象发生作用。类 A重数A类 B重数BUML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE68类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识l包含关系包含关系聚集和组合聚集和组合类 A类 B重数A重数B类 A类 B重数A重数B聚集表示类之间的关系是整体与部分的关系，“包含”、“组成”、“分为部分”等都是聚集关系。UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE69类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识l继承关系继承关系泛化泛化父类 A父类 B子类 1子类 2UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE70注释注释l在在UML图形上，注释表示为带有褶角图形上，注释表示为带有褶角的矩

50、形，然后用虚线连接到的矩形，然后用虚线连接到UML的其的其他元素上，它是一种用于在图中附加他元素上，它是一种用于在图中附加文字注释的机制。文字注释的机制。注释文字UML图形标识C+语言程序设计ECIT CoIE结构体结构体l结构体是一种特殊形态的类结构体是一种特殊形态的类与类的唯一区别：类的缺省访问权限是private，结构体的缺省访问权限是public结构体存在的主要原因：与C语言保持兼容l什么时候用结构体而不用类什么时候用结构体而不用类定义主要用来保存数据、而没有什么操作的类型人们习惯将结构体的数据成员设为公有，因此这时用结构体更方便71结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE结构

51、体的定义和初始化结构体的定义和初始化l结构体定义结构体定义struct 结构体名称 公有成员protected: 保护型成员private: 私有成员;l一些结构体变量的初始化可以用以下形式一些结构体变量的初始化可以用以下形式类型名 变量名 = 成员数据1初值, 成员数据2初值, ;72结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE结构体举例结构体举例(例例4-7)#include #include #include #include #include #include using namespace std;using namespace std;struct Student struct

52、 Student /学生信息结构体学生信息结构体int num;int num;/学号学号string name;string name;/姓名，字符串对象，将在第姓名，字符串对象，将在第6 6章章详细介绍详细介绍char sex;char sex;/性别性别int age;int age;/年龄年龄;73结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE结构体举例结构体举例(例例4-7)int main() int main() Student stu = 97001, Lin Lin, F, 19 ;Student stu = 97001, Lin Lin, F, 19 ;cout Num:

53、 stu.num endl;cout Num: stu.num endl;cout Name: stu.name endl;cout Name: stu.name endl;cout Sex: stu.sex endl;cout Sex: stu.sex endl;cout Age: stu.age endl;cout Age: stu.age endl;return 0;return 0; 运行结果：运行结果：Num: 97001Num: 97001Name: Lin LinName: Lin LinSex: FSex: FAge: 19Age: 1974结构体与联合体C+语言程序设计ECI

54、T CoIE联合体联合体l声明形式声明形式union 联合体名称 公有成员protected: 保护型成员private: 私有成员;l特点：特点：成员共用相同的内存单元任何两个成员不会同时有效75结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE联合体的内存分配联合体的内存分配union Mark /表示成绩的联合体char grade;/等级制的成绩bool pass;/只记是否通过课程的成绩int percent; /百分制的成绩;76Markgradepercentpass结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE77无名联合无名联合l无名联合没有标记名，只是声明一个成员项无名联合

55、没有标记名，只是声明一个成员项的集合，这些成员项具有相同的内存地址，的集合，这些成员项具有相同的内存地址，可以由成员项的名字直接访问。可以由成员项的名字直接访问。l例：例：union int i; float f;在程序中可以这样使用：i = 10;f = 2.2;结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE联合体举例联合体举例(例例4-8)#include #include #include #include using namespace std;using namespace std;class ExamInfo class ExamInfo private:private:stri

56、ng name;string name;/课程名称课程名称enum GRADE, PASS, PERCENTAGE mode;/enum GRADE, PASS, PERCENTAGE mode;/采用何种计分采用何种计分方式方式union union char grade;char grade;/等级制的成绩等级制的成绩bool pass;bool pass;/只记是否通过课程的成绩只记是否通过课程的成绩int percent;int percent;/百分制的成绩百分制的成绩;78结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE联合体举例联合体举例(例例4-8)public:public:

57、/三种构造函数，分别用等级、是否通过和百分初始化三种构造函数，分别用等级、是否通过和百分初始化ExamInfo(string name, char grade)ExamInfo(string name, char grade): name(name), mode(GRADE), grade(grade) : name(name), mode(GRADE), grade(grade) ExamInfo(string name, bool pass)ExamInfo(string name, bool pass): name(name), mode(PASS), pass(pass) : name

58、(name), mode(PASS), pass(pass) ExamInfo(string name, int percent)ExamInfo(string name, int percent): name(name), mode(PERCENTAGE), : name(name), mode(PERCENTAGE), percent(percent) percent(percent) void show();void show(); 79结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE联合体举例联合体举例(例例4-8)void ExamInfo:show() void ExamInfo:

59、show() cout name : ;cout name : ;switch (mode) switch (mode) case GRADE: cout grade; break; case GRADE: cout grade; break; case PASS: cout (pass ? PASS : FAIL); break; case PASS: cout (pass ? PASS : FAIL); break; case PERCENTAGE: cout percent; break; case PERCENTAGE: cout percent; break; cout endl;c

60、out endl; 80结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE联合体举例联合体举例(例例4-8)int main() int main() ExamInfo course1(English, B);ExamInfo course1(English, B);ExamInfo course2(Calculus, true);ExamInfo course2(Calculus, true);ExamInfo course3(C+ Programming, 85);ExamInfo course3(C+ Programming, 85);course1.show();course1.show

61、();course2.show();course2.show();course3.show();course3.show();return 0;return 0; 运行结果：运行结果：English: BEnglish: BCalculus: PASSCalculus: PASSC+ Programming: 85C+ Programming: 8581结构体与联合体C+语言程序设计ECIT CoIE位域位域l位域的声明形式位域的声明形式 数据类型说明符 成员名 : 位数;l位域位域的作用的作用通过“打包”，使类的不同成员共享相同的字节，从而节省存储空间。l注意事项注意事项具体的打包方式，因编

62、译器而异；只有bool、char、int和枚举类型的成员，允许定义为位域；节省空间，但可能增加时间开销。82深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE例例4-9l设计一个结构体存储学生的成绩信息，设计一个结构体存储学生的成绩信息，需要包括学号、年级和成绩三项内容，需要包括学号、年级和成绩三项内容，学号的范围是学号的范围是0到到99,999,999，年级，年级分为分为freshman、sophomore、junior、senior四种，成绩包括四种，成绩包括A、B、C、D四个等级。四个等级。83深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE例例4-9#include #include u

63、sing namespace std;using namespace std;enum Level FRESHMAN, SOPHOMORE, JUNIOR, SENIOR ;enum Level FRESHMAN, SOPHOMORE, JUNIOR, SENIOR ;enum Grade A, B, C, D ;enum Grade A, B, C, D ;class Student class Student public:public:Student(unsigned number, Level level, Grade grade)Student(unsigned number, Le

64、vel level, Grade grade): number(number), level(level), grade(grade) : number(number), level(level), grade(grade) void show();void show();private:private:unsigned number : 27;unsigned number : 27;Level level : 2;Level level : 2;Grade grade : 2;Grade grade : 2;84深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE例例4-9void Stude

65、nt:show() void Student:show() cout Number: number endl;cout Number: number endl;cout Level: ;cout Level: ;switch (level) switch (level) case FRESHMAN: cout freshman; break;case FRESHMAN: cout freshman; break;case SOPHOMORE: cout sophomore; break;case SOPHOMORE: cout sophomore; break;case JUNIOR: cou

66、t junior; break;case JUNIOR: cout junior; break;case SENIOR: cout senior; break;case SENIOR: cout senior; break; cout endl;cout endl;cout Grade: ;cout Grade: ;switch (grade) switch (grade) case A: cout A; break;case A: cout A; break;case B: cout B; break;case B: cout B; break;case C: cout C; break;c

67、ase C: cout C; break;case D: cout D; break;case D: cout D; break; cout endl;cout endl; 85深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE例例4-9int main() int main() Student s(12345678, SOPHOMORE, B);Student s(12345678, SOPHOMORE, B);cout Size of Student: sizeof(Student) endl;cout Size of Student: sizeof(Student) endl;s.show

68、();s.show();return 0;return 0; 运行结果：（运行结果第一行会因编译环境的不同而有所差异）运行结果：（运行结果第一行会因编译环境的不同而有所差异）Size of Student: 4Number: 12345678Level: sophomoreGrade: B86深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE临时对象与类型转换临时对象与类型转换（ 例例4-2中中Point构造函数：构造函数：Point(int xx = 0, int yy = 0) ）l临时对象的显式创建临时对象的显式创建可以直接调用类的构造函数显式创建临时对象例：Line x(Point(1,

69、 1), Point(4, 5);临时对象到表达式执行完毕后即销毁l单参数构造函数可以设立类型转换单参数构造函数可以设立类型转换Point(1)表示创建一个临时对象，同时也表示显式类型转换与Point(1)等价的形式：l(Point) 1lstatic_cast(1)无论形式为何，执行转换时都会创建临时对象87深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE隐含转换隐含转换l由构造函数确立的类型转换，可以隐由构造函数确立的类型转换，可以隐含执行含执行例：Line x(1, 4);效果：构造以(1,0)和(4,0)两坐标为端点的线段，这里Point的构造函数被隐含调用l避免隐含转换的发生避免隐含

70、转换的发生在构造函数中使用explicit关键字，explicit要写在类定义中的构造函数前88深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE例例4-10#include #include using namespace std;using namespace std;class Complex /class Complex /复数类复数类private:private: float real, imag;float real, imag; /复数的实部和虚部复数的实部和虚部public:public: / /构造函数，可以当作隐式类型转换使用构造函数，可以当作隐式类型转换使用 Comple

71、x(float real = 0, float imag = 0) : real(real), imag(imag) Complex(float real = 0, float imag = 0) : real(real), imag(imag) Complex add(Complex c) Complex add(Complex c) /复数加法，生成临时对象并返回复数加法，生成临时对象并返回 return Complex(real + c.real, imag + c.imag);return Complex(real + c.real, imag + c.imag); Complex s

72、ub(Complex c) Complex sub(Complex c) /复数减法，生成临时对象并返回复数减法，生成临时对象并返回 return Complex(real - c.real, imag - c.imag); return Complex(real - c.real, imag - c.imag); Complex mul(Complex c) Complex mul(Complex c) /复数乘法，生成临时对象并返回复数乘法，生成临时对象并返回 return Complex(real * c.real - imag * c.imag, real * c.imag + ima

73、g * c.real);return Complex(real * c.real - imag * c.imag, real * c.imag + imag * c.real); 89深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE例例4-10 void show() / void show() /显示复数显示复数 if (imag = 0) if (imag = 0) cout real + imag i endl; cout real + imag i endl; else else cout real - -imag i endl; cout real - -imag i endl; ;

74、int main() int main() Complex z(1, 2);Complex z(1, 2);/z = 1 + 2i/z = 1 + 2iz.add(Complex(3, 4).show(); z.add(Complex(3, 4).show(); /Complex(3, 4)/Complex(3, 4)是临时对象是临时对象static_cast(5).sub(z).show(); /static_cast(5).sub(z).show(); /输出输出5 5 z z，使用了显示类型转换，使用了显示类型转换z.mul(-3.0f).show(); /z.mul(-3.0f).sh

75、ow(); /输出输出z * (-3)z * (-3)，使用了隐含类型转换，使用了隐含类型转换return 0;return 0; 运行结果：运行结果：4 + 6i4 + 6i4 - 2i4 - 2i-3 - 6i-3 - 6i90深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE成员函数的调用成员函数的调用l成员函数调用的实现机制成员函数调用的实现机制问题的关键：如何传递调用的目的对象解决办法：把目的对象的引用当作参数传递91void Clock:setTime(int newH, int newM, int newS) hour = newH; minute = newM; second =

76、 newS;void Clock_setTime(_Clock &_this_Clock &_this, int newH, int newM, int newS) _this.hour = newH; _this.minute = newM; _this.second = newS;Clock_setTime(myClock, 8, 30, 30);myClock.setTime(8, 30, 30);深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE构造函数的调用构造函数的调用92Line:Line(Point xp1, Point xp2) : p1(xp1), p2(xp2) doubl

77、e x = p1.getX() - p2.getX(); double y = p1.getY() - p2.getY(); len = sqrt(x * x + y * y);void Line_Line(_Line &_this, _Point xp1, _Point xp2) Point_Point(_this.p1, xp1); Point_Point(_this.p2, xp2); double x = Point_getX(_this.p1) - Point_getX(_this.p2); double y = Point_getY(_this.p1) - Point_getY(_

78、this.p2); _this.len = sqrt(x * x + y * y);Line line(myp1, myp2);_Line line;Line_Line(line, myp1, myp2);先分配空间，再调用构造函数深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE对象作为参数的传递方式对象作为参数的传递方式l对象参数的传递方式对象参数的传递方式通过运行栈来传递主调函数调用拷贝构造函数，在运行栈的传参区域上创建对象被调函数可以读取传参区域上的对象l有时对拷贝构造函数的调用可以省去有时对拷贝构造函数的调用可以省去例： z.add(Complex(3, 4)直接调用构造函数Compl

79、ex(float, float)，在运行栈的传参区域上建立对象93深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE对象作为返回值的传递方式对象作为返回值的传递方式l传递方式传递方式在主调函数中创建临时对象主调函数把该对象地址（引用）传递给被调函数被调函数返回时，在该地址上执行拷贝构造94深 度 探 索Point fun2() Point a(1, 2); return a;void fun2(_Point &result) _Point a; Point_Point(a, 1, 2); Point_Point(result, a);b = fun2();_Point temp;fun2(tem

80、p);b = temp;C+语言程序设计ECIT CoIE对象作为返回值的传递方式对象作为返回值的传递方式l有时返回时可以不调用拷贝构造函数有时返回时可以不调用拷贝构造函数例：return Point(1, 2);直接调用构造函数Point(int, int)，生成返回的对象l有时主调函数中可以不建立临时对象有时主调函数中可以不建立临时对象例：Point p = fun2();先为p申请空间，调用fun2()前传递p的地址，这样在返回时可直接在p的空间上构造返回对象95深 度 探 索C+语言程序设计ECIT CoIE96小结与复习建议小结与复习建议l主要内容主要内容面向对象的基本概念、类和对象的声明、构造函数、析构函数、内联成员函数、拷贝构造函数、类的组合l达到的目标达到的目标学会将一段功能相对独立的程序写成一个函数，为下一章学习类和对象打好必要的基础。l实验任务实验任务实验四