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第第5章章 类与对象类与对象第5章类与对象ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第5章章 类与对象类与对象内容提要内容提要内容提要内容提要v本章作为面向对象程序编程基础，将介绍类的基本概念、类的定义方法。重点介绍类的成员函数、数据成员以及类的访问限制。v介绍构造函数和析构函数的定义和使用以及如何重载构造函数。v介绍this指针以及const修饰符第第5章章 类与对象类与对象5.1 5.1 类的定义类的定义类的定义类的定义v类类源源于于现现实实生生活活中中，是是所所遇遇见见的的实实实实在在在在的的对对象象，对对每每个个对对象象的的认认识识就就需需要要抽抽象象的的概概念念，分分类类的的结结果果使使对对象象更更加具体和细化。加具体和细化。v例如：问什么是桑塔那？回答是一种小汽车；再问什么例如：问什么是桑塔那？回答是一种小汽车；再问什么是小汽车？一般回答是一种交通工具等等。在面向对象是小汽车？一般回答是一种交通工具等等。在面向对象的计算机世界里，一辆实实在在的桑塔纳小汽车称为类的计算机世界里，一辆实实在在的桑塔纳小汽车称为类桑塔纳的实例或对象。类桑塔纳是类小汽车的一个子类，桑塔纳的实例或对象。类桑塔纳是类小汽车的一个子类，而类小汽车是类交通工具的一个子类，等等。在本章中，而类小汽车是类交通工具的一个子类，等等。在本章中，要引入全新的编程思想，就是类的概念。要引入全新的编程思想，就是类的概念。第第5章章 类与对象类与对象类类类类v类是是对对客客观观事事物物的的一一种种高高度度抽抽象象，是是具具有有一一组组相相同同属属性性和和操操作作的的集集合合，因因此此它它包包括括两两个部分的内容：数据成员和成员函数，其定义格式为：个部分的内容：数据成员和成员函数，其定义格式为：class class public:public:/数据成员或者成员函数数据成员或者成员函数private:private:/数据成员或者成员函数数据成员或者成员函数protected:protected:/数据成员或者成员函数数据成员或者成员函数;v类的定义和结构的定义有些相似，但是类和结构有本质的区别：类的定义和结构的定义有些相似，但是类和结构有本质的区别：类定义中默认的情况下成员是private的，而结构定义中的默认成员是public的。在在C C语言中，结构中不允语言中，结构中不允许有成员函数，在许有成员函数，在C+C+语言中可以有成员函数。语言中可以有成员函数。v对象：程序中用来描述一个个的具体实体。第第5章章 类与对象类与对象几点说明几点说明几点说明几点说明v（1 1）大括号的部分是类的成员（数据成员和函数成员），它们分成三）大括号的部分是类的成员（数据成员和函数成员），它们分成三部分，分别由部分，分别由privateprivate、publicpublic、proctectedproctected三个关键字后跟冒号来指三个关键字后跟冒号来指定。这三部分可以任何顺序出现，且在一个类的定义中，这三部分并非定。这三部分可以任何顺序出现，且在一个类的定义中，这三部分并非必须同时出现。必须同时出现。v（2 2）类中数据成员）类中数据成员不允许使用表达式进行初始化不允许使用表达式进行初始化；v（3 3）类中数据成员与成员函数）类中数据成员与成员函数可用可用constconst修饰修饰。v（4 4）经常习惯地将类定义的说明部分或者整个定义部分）经常习惯地将类定义的说明部分或者整个定义部分(包含实现部分包含实现部分)放到一个头文件中。放到一个头文件中。见P144、P146第第5章章 类与对象类与对象使用使用C+C+语言的类语言的类案例名称：使用C+语言的类#include class person /建立类名称为建立类名称为personpublic:char*name;int height;/描述身高描述身高 int weight;/描述体重描述体重;void main()person Zhang_three;/建立建立Zhang_three实例对象实例对象Zhang_three.name=张三张三;/Chang_three的名字张三的名字张三Zhang_three.height=175;/Chang_three的身高的身高175Zhang_three.weight=60;/Chang_three的体重的体重60cout 名字名字:Zhang_three.name n身高身高:Zhang_three.height n体重体重:Zhang_three.weight endl;第第5章章 类与对象类与对象使用结构来实现使用结构来实现使用结构来实现使用结构来实现vstruct Personstruct Personv v char name20;char name20;v int height;int height;/描述身高描述身高v int weight;int weight;/描述体重描述体重v;vint main(int argc,char*argv)int main(int argc,char*argv)v v Person pr1=“Person pr1=“张三张三,175,60;,175,60;v cout pr1.name cout pr1.name v pr1.height pr1.height v pr2.weight endl;pr2.weight endl;v v 第第5章章 类与对象类与对象5.2 5.2 5.2 5.2 数据成员数据成员数据成员数据成员 v数数据据成成员员又又叫叫成成员员变变量量或或者者属属性性。数数据据成成员员的的声声明明方方式式和和变变量量的的声明方式基本相同，格式为：声明方式基本相同，格式为：“;”;”，v在声明一个数据成员时，需要注意两点：在声明一个数据成员时，需要注意两点：（1 1）不能采用）不能采用autoauto、externextern和和registerregister修饰符进行修饰；修饰符进行修饰；（2 2）只只有有采采用用staticstatic修修饰饰符符声声明明的的静静态态数数据据成成员员才才可可以以被被显显式式初初始始化化，它它具具有有特特殊殊的的属属性性。若若试试图图在在类类体体中中直直接接初初始始化化非非静静态态数数据据成成员员，会会导导致致编译错误。编译错误。第第5章章 类与对象类与对象成员函数成员函数成员函数成员函数 v成员函数又叫方法，方法就是函数，当函数被类成员函数又叫方法，方法就是函数，当函数被类封装的时候称之为方法。封装的时候称之为方法。v成员函数在类体中的声明方式和普通函数的声明成员函数在类体中的声明方式和普通函数的声明方式相同，成员函数可以在类体内被定义，也可方式相同，成员函数可以在类体内被定义，也可以在类体外被定义。在类体内被定义被认为是内以在类体外被定义。在类体内被定义被认为是内联函数。联函数。第第5章章 类与对象类与对象在类中定义成员函数在类中定义成员函数案例名称：在类中定义成员函数#include class person /建立类名称为建立类名称为personpublic:char*name;int height;/描述身高描述身高 int weight;/描述体重描述体重void After_OneYear()height+=10;weight-=10;void main()person Zhang_three;/建立建立Zhang_three实例对象实例对象Zhang_three.name=“张三张三”;/Chang_three的名字张三的名字张三Zhang_three.height=175;/Chang_three的身高的身高175Zhang_three.weight=60;/Chang_three的体重的体重60 Zhang_three.After_OneYear();/调用方法调用方法cout 名字名字:Zhang_three.name n身高身高:Zhang_three.height n体重体重:Zhang_three.weight”“-”，才能访问类对象的成员。，才能访问类对象的成员。v其中，其中，“.”“.”用于类对象或引用用于类对象或引用，“-”“-”用于指向类对象的指针用于指向类对象的指针，使用指针定义对象就需要使用使用指针定义对象就需要使用“-”“-”，第第5章章 类与对象类与对象类对象成员的访问类对象成员的访问案例名称：类对象成员的访问#include class Tdate private:int month;public:void setMonth(int d)month=d;int getMonth()return month;void main()Tdate b;b.setMonth(10);cout b.getMonth()endl;第第5章章 类与对象类与对象5.6 5.6 5.6 5.6 类的作用域和对象的生存期类的作用域和对象的生存期类的作用域和对象的生存期类的作用域和对象的生存期v 内即为类作用域内即为类作用域v在类作用域中声明的标识符只在该类中具有可见性在类作用域中声明的标识符只在该类中具有可见性v成员名限定：类中一个成员名字可以使用类名和作用域成员名限定：类中一个成员名字可以使用类名和作用域运算符来显式指定运算符来显式指定class C class C void C:set(int val)void C:set(int val)public:public:C:value=val;C:value=val;void set(int val);void set(int val);return;return;private:private:int value;int value;第第5章章 类与对象类与对象 对对象象从从诞诞生生到到结结束束的的这这段段时时间间就就是是它它的的生生存存期期。对对象象的的生生存存期期可可以以分分为为静态生存期和动态生存期两种。静态生存期和动态生存期两种。静态生存期如果对象生存期与程序生存期相同，我们称它具有静态生存期。在文件中声明的对象都是具有静态生存期的。如果要在函数内部的块作用域中声明具有静态生存期的对象，则要使用关键字static，动态生存期动态生存期对象诞生于声明点，结束于该标识符作用域结束处。动态生存期例子：vCircle gc;/Circle gc;/具有静态生存期，文件作用域具有静态生存期，文件作用域vvoid main()void main()v v gc.SetRadius(7);gc.SetRadius(7);v gc.PrintCircumference();gc.PrintCircumference();v Circle c;/Circle c;/声明具有动态作用域的对象声明具有动态作用域的对象c cv c.SetRadius(5);/c.SetRadius(5);/引用对象引用对象c cv c.PrintCircumference();c.PrintCircumference();v 第第5章章 类与对象类与对象5.8 5.8 5.8 5.8 对象的初始化对象的初始化对象的初始化对象的初始化v而当对象被定义时，由于对象的意义表达了现实世界的实体，而当对象被定义时，由于对象的意义表达了现实世界的实体，所以一旦定义对象，就必须有一个有意义的初始值，在所以一旦定义对象，就必须有一个有意义的初始值，在C+C+中，中，在定义对象的同时，给该对象初始化的方法就是利用构造函数。在定义对象的同时，给该对象初始化的方法就是利用构造函数。下面分别从三个方面讲述初始化问题：下面分别从三个方面讲述初始化问题：v 1 1、类中数据成员的初始化：、类中数据成员的初始化：构造函数和析构函数构造函数和析构函数v 2 2、类中常量和引用的初始化：、类中常量和引用的初始化：初始化表初始化表v 3 3、类中对象成员的初始化：、类中对象成员的初始化：初始化表初始化表v 4 4、类的对象初始化：、类的对象初始化：拷贝构造函数拷贝构造函数第第5章章 类与对象类与对象(1)(1)(1)(1)构造函数的概念构造函数的概念构造函数的概念构造函数的概念 v构构造造函函数数的的功功能能是是在在创创建建对对象象时时，使使用用给给定定的的值值来来将将对对象初始化象初始化。v其声明格式为其声明格式为“();”);”v需需要要注注意意的的是是，构造函数的名称必须与类名称相同。构构造造函函数数没没有有任任何何的的返返回回值值，所所以以不不能能有有返返回回类类型型，构构造造函数不能被声明为函数不能被声明为constconst类型。类型。第第5章章 类与对象类与对象构造函数的概念构造函数的概念案例名称：构造函数的概念#include class Tdate private:int month;public:Tdate()cout 自动调用构造函数自动调用构造函数 endl;void main()Tdate*b=new Tdate();delete b;第第5章章 类与对象类与对象构造函数的特点如下：构造函数的特点如下：构造函数的特点如下：构造函数的特点如下：v1)1)构造函数是成员函数，函数体可写在类体内，也可定在类体外。构造函数是成员函数，函数体可写在类体内，也可定在类体外。2)2)构造函数是一个特殊的函数，构造函数是一个特殊的函数，v 该函数的名字与类名相同该函数的名字与类名相同;v 该函数不指定类型说明该函数不指定类型说明,它有隐含的返回值，该值由系它有隐含的返回值，该值由系统内部使用。统内部使用。v 该函数可以一个参数，也可以有多个参数。该函数可以一个参数，也可以有多个参数。3)3)可以定义多个构造函数。即构造函数可以重载，也就是可以定可以定义多个构造函数。即构造函数可以重载，也就是可以定义多个参数个数不同的函数。义多个参数个数不同的函数。.。v 4)4)程序中不能直接调用构造函数，在创建对象时系统自动调用程序中不能直接调用构造函数，在创建对象时系统自动调用构造函数。构造函数。第第5章章 类与对象类与对象重载构造函数重载构造函数重载构造函数重载构造函数 class Tdate private:int month;public:Tdate(int m)month=m;cout month endl;Tdate()month=100;cout month endl;void main()Tdate*b=new Tdate(10);/调用调用Tdate(int m)函数函数delete b;Tdate*t=new Tdate();/调用调用Tdate()函数函数delete b;第第5章章 类与对象类与对象(2)(2)(2)(2)析构函数的概念析构函数的概念析构函数的概念析构函数的概念 v析构函数也是一个特殊的成员函数，当析构函数也是一个特殊的成员函数，当deletedelete一一个类对象的时候，会被系统自动调用。个类对象的时候，会被系统自动调用。v析构函数并不是必需的。析构函数的函数名和类析构函数并不是必需的。析构函数的函数名和类名相同，并在前面加一个波浪号名相同，并在前面加一个波浪号“”“”，没有任，没有任何参数，不返回任何值，声明格式为：何参数，不返回任何值，声明格式为：“();”();”。第第5章章 类与对象类与对象析构函数的使用析构函数的使用案例名称：析构函数的使用#include class Tdate private:int month;public:Tdate()cout 自动调用构造函数自动调用构造函数 endl;Tdate()cout 自动调用析构函数自动调用析构函数 endl;void main()Tdate*b=new Tdate();delete b;第第5章章 类与对象类与对象析构函数的特点如下：析构函数的特点如下：析构函数的特点如下：析构函数的特点如下：v1 1）析构函数是成员函数，函数体可写在类体内，也可定在类体外。）析构函数是成员函数，函数体可写在类体内，也可定在类体外。v2 2）析构函数也是一个特殊的函数）析构函数也是一个特殊的函数v 它的名字同类名，并在前面加它的名字同类名，并在前面加“”字符，用来与构造函数加以字符，用来与构造函数加以区别；区别；v 析构函数不指定数据类型，并且也没有参数。析构函数不指定数据类型，并且也没有参数。v3 3）一个类中只可能定义一个析构函数。）一个类中只可能定义一个析构函数。v4 4）析构函数可以被调用，也可以系统调用。在下面两种情况下，析构函）析构函数可以被调用，也可以系统调用。在下面两种情况下，析构函数会被自动调用。数会被自动调用。如果一个对象被定义在一个函数体内，则当这个函数结束时，如果一个对象被定义在一个函数体内，则当这个函数结束时，该对象的析构函数被自动调用。该对象的析构函数被自动调用。当一个对象是使用当一个对象是使用newnew运算符被动态创建的，在使用运算符被动态创建的，在使用deletedelete运运算符释放它时，算符释放它时，deletedelete将会自动调用析构函数。将会自动调用析构函数。第第5章章 类与对象类与对象缺省构造函数和缺省析构函数缺省构造函数和缺省析构函数v在类定义时没有定义任何构造函数时，则编译器自动生成一个不带参数的在类定义时没有定义任何构造函数时，则编译器自动生成一个不带参数的缺省构造函数，其格式如下：缺省构造函数，其格式如下：:()()v v 同理，如果一个类中没有定义析构函数时，则编译系统也生成同理，如果一个类中没有定义析构函数时，则编译系统也生成一个称为缺省析构函数，缺省析构函数是一个空函数，其格式如下：一个称为缺省析构函数，缺省析构函数是一个空函数，其格式如下：:v 第第5章章 类与对象类与对象(3)(3)(3)(3)类中常量和引用的初始化类中常量和引用的初始化类中常量和引用的初始化类中常量和引用的初始化v上一小节讲述了应用析构函数对数据成员变量的初始上一小节讲述了应用析构函数对数据成员变量的初始化，那么化，那么如何初始化常量和引用？如何初始化常量和引用？（应用初始化表，注意在类定义中不能直接用。注意在类定义中不能直接用。）#includeclass initi_data private:int x;int℞const float pi;public:initi_data(int x1):rx(x),pi(3.14)x=x1;void display()cout x=x ,rx=rx ,pi=pi endl;void main()initi_data ob(100);ob.display();结果：结果：x=100,rx=100,pi=3.14那么，从左边例子中可以看出，初初始始化表的格式：化表的格式：构造函数:引用名（变量），常量名（常数），第第5章章 类与对象类与对象（4 4 4 4）类类类类中中中中对对对对象成象成象成象成员员员员的初始化的初始化的初始化的初始化v1.1.对象成员的概念对象成员的概念 C+C+中允许将一个已定义的类的对象作为另一个类的数中允许将一个已定义的类的对象作为另一个类的数据成员，这称为据成员，这称为类的组合。当一个类的成员是某一个类的对象。当一个类的成员是某一个类的对象时，则称该对象为对象成员（或子对象时，则称该对象为对象成员（或子对象)。如：。如：class Aclass A ;class Bclass B private:private:A a;A a;public:public:;在类中出现了子对象或称对象成员时，该类的构造函数要包含对子对象的初始化，通常采用成员初始化表的方法来初始化子对象。在成员初始化表中包含对子对象的初始化和对类中其他成员的初始化。第第5章章 类与对象类与对象组合类对象初始化语法格式组合类对象初始化语法格式组合类对象初始化语法格式组合类对象初始化语法格式v在创建一个组合类的对象时，不仅会调用它自身在创建一个组合类的对象时，不仅会调用它自身的构造函数，而且还调用其对象成员的构造函数的构造函数，而且还调用其对象成员的构造函数，调用顺序为先调用对象成员构造函数，再执行，调用顺序为先调用对象成员构造函数，再执行本类构造函数的函数体。语法格式为：本类构造函数的函数体。语法格式为：v类名类名:类名（形参表）：内嵌对象类名（形参表）：内嵌对象1 1（形参表），内嵌对象（形参表），内嵌对象2 2（形参（形参表），表），v下面举一例子说明成员初始化的构造。下面举一例子说明成员初始化的构造。第第5章章 类与对象类与对象v#include#include class Aclass A private:private:int A1,A2;int A1,A2;public:public:A(int i,int j)A1=i;A2=j;A(int i,int j)A1=i;A2=j;void print()void print()coutA1“,”A2endl;coutA1“,”A2endl;v;class Bclass B private:private:A a;A a;/对象成员对象成员 int b;int b;public:public:B(int i,int j,int k):a(i,j),B(int i,int j,int k):a(i,j),b(k)b(k)void print();void print();voidB:print()a.print();coutbendl;voidmain()B b(6,7,8);b.print();该程序的输出结果为：6,78第第5章章 类与对象类与对象v其中，其中，a(i,j),b(k)a(i,j),b(k)是成员初始化表，它有二项，前一项是成员初始化表，它有二项，前一项是给子对象是给子对象a a初始化，其格式如下：初始化，其格式如下：()后一项是给类后一项是给类B B的数据成员的数据成员b b初始化。这一项也可以初始化。这一项也可以写在构造函数的函数体内，使用赋值表达式语句写在构造函数的函数体内，使用赋值表达式语句b=k;b=k;给类给类B B的数据成员初始化。的数据成员初始化。第第5章章 类与对象类与对象（5 5 5 5）拷贝构造函数拷贝构造函数拷贝构造函数拷贝构造函数（用对象给对象赋值）（用对象给对象赋值）（用对象给对象赋值）（用对象给对象赋值）v拷拷贝贝构构造造函函数数的的功功能能是是用用于于实实现现对对象象值值的的拷拷贝贝，通通过过将将一一个个同同类类对对象象的的值值拷拷贝贝给给一一个个新新对对象象，来来完完成成对对新新对对象象的的初初始始化化，即即用用一一个对象去构造另外一个对象。个对象去构造另外一个对象。v拷拷贝贝构构造造函函数数是是C+C+中中引引入入的的一一种种新新的的构构造造函函数数。定定义义一一个个拷拷贝贝构构造函数的方式是：造函数的方式是：v 类名（类名（const const 类名类名&形式参数）形式参数）v 函数体函数体 v 由此可看出：由此可看出：v拷拷贝贝构构造造函函数数的的名名称称与与类类的的名名称称相相同同，且且它它只只有有一一个个参参数数，该该参参数就是对该类对象的引用。数就是对该类对象的引用。第第5章章 类与对象类与对象v在下述三种情况下，需要用拷贝初始化构造函数来用一个对象初在下述三种情况下，需要用拷贝初始化构造函数来用一个对象初始化另一个对象。始化另一个对象。1 1）明确表示由一个对象初始化另一个对象时，如：）明确表示由一个对象初始化另一个对象时，如：TPoint P2(P1);TPoint P2(P1);2 2）当对象作为函数实参传递给函数形参时，如：上例）当对象作为函数实参传递给函数形参时，如：上例 P P=f(N);=f(N);3 3）当对象用为函数返回值时。）当对象用为函数返回值时。v如果类中没有说明拷贝初始化构造函数，则编译系统自动生成一如果类中没有说明拷贝初始化构造函数，则编译系统自动生成一个具有上述形式的缺省拷贝初始化构造函数。作为该类的公有成个具有上述形式的缺省拷贝初始化构造函数。作为该类的公有成员。员。第第5章章 类与对象类与对象实例拷贝构造函数实例拷贝构造函数实例拷贝构造函数实例拷贝构造函数vExampleExample是是一一个个人人员员信信息息类类。用用普普通通构构造造函函数数生生成成obj1obj1，用用拷拷贝贝构构造造函数生成函数生成obj2obj2。vclass Exampleclass Examplev private:private:v char*name;char*name;v int num;int num;v public:public:v Example(int Example(int i,i,char char*str*str)/构构造造函函数数定定义义v name=str;name=str;v num=i;num=i;v Example(const Example&x)/Example(const Example&x)/拷贝构造函数定义拷贝构造函数定义v num=x.num;num=x.num;v void void list()list()/定定义义显显示示函数函数list list v cout cout数据成员数据成员numnum的值的值=numendlendl;=numendlendl;v;第第5章章 类与对象类与对象vvoid main()void main()v v Example obj1(215,“Example obj1(215,“张立三张立三”););v /调用函数调用函数Example(int i,char*str)Example(int i,char*str)构造构造obj1obj1v Example obj2(obj1);/Example obj2(obj1);/使用拷贝构造函数构造使用拷贝构造函数构造obj2obj2v obj2.list();/obj2.list();/显示显示obj2obj2的值的值v /其它程序部分其它程序部分v 第第5章章 类与对象类与对象v程序的执行结果是：程序的执行结果是：v数据成员数据成员numnum的值的值=215=215v说明：说明：v（1 1）上上例例中中在在mainmain函函数数中中的的语语句句Example Example obj2(obj1);obj2(obj1);在在执执行行时时，系统会自动调用类系统会自动调用类ExampleExample的拷贝构造函数完成对的拷贝构造函数完成对obj2obj2对象的构造。对象的构造。v（2 2）如如果果程程序序员员没没有有为为所所设设计计的的类类提提供供显显式式的的拷拷贝贝构构造造函函数数，则则系系统统会会自自动动提提供供一一个个默默认认的的拷拷贝贝构构造造函函数数，其其功功能能是是：把把作作为为参参数数的的对对象象的的数数据据成成员员逐逐个个拷拷贝贝到到目目标标变变量量中中，这这称称为为成成员员级级复复制制（或浅拷贝）。（或浅拷贝）。第第5章章 类与对象类与对象小结小结 掌握类与对象的概念，类与对象的定义方法及二者间的区别。掌握类的成员函数的定义方法、保存方法及调用方法。掌握类中成员的访问机制和方法。了解对象的作用域和生存期。理解并掌握构造函数、析构函数、拷贝构造函数、默认构造函数和缺省参数的构造函数的含义、定义方法以及在对象的构造和撤消中的作用。理解并掌握当一个类的对象作为另一个类的数据成员时，利用初始化表调用构造函数的方法、构造函数的执行顺序。