C++面向对象程序设计.ppt

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1、计算机可视化编程,第 四 讲,主讲教师：隋振学时：32,基于Visual C+6.0的面向对象编程,第 3 章 C+面向对象程序设计,本章主要内容：类和对象类继承多态性：虚函数，重载，模板,与传统的面向过程的程序设计语言相比，C+语言的最大特征是支持面向对象程序设计OOP（Object Oriented Programming），它引入了类、继承、多态和重载等面向对象的新机制。通过本章的学习，使我们系统地介绍C+面向对象设计的基本方法。,结构化程序设计的特点：是一种自上而下、逐步细化的模块化程序设计方法。Wirth N的观点：算法 + 数据结构 = 程序是一种面向过程程序设计方法，即一个程序是

2、由多个过程（在C+中为函数）模块组成，过程之间通过函数参数和全局变量进行相互联系。,3.1 面向对象程序设计概述,3.1.1 结构化程序设计,与非结构化程序相比，结构化程序在调试、可读性和可维护性等方面都有很大的改进。代码重用性不高：以过程为中心设计新系统，除了一些标准函数，大部分代码都必须重新编写。由于软、硬件技术的不断发展和用户需求的变化，按照功能划分设计的系统模块容易发生变化，使得开发出来的模块的可维护性欠佳。面向过程模式将数据与过程分离，若对某一数据结构做了修改，所有处理数据的过程都必须重新修订，这样就增加了很多的编程工作量。,结构化程序设计的特点：,什么是对象：现实世界是由各种各样的

3、事物组成，包括真实的事物和抽象的事物。例如，人、动物、汽车(真实的事物)和程序、直线(抽象的事物)等。每一类事物都有自己特定的属性(如大小、形状、重量等)和行为(如生长、行走、转弯、运算等)，人们通过研究事物的属性和行为而认识事物。在计算机科学中将这些现实世界中的事物称之为对象。对象是包含现实世界中事物特征的抽象实体，它反映了系统为之保存信息和与之交互的方法。在程序设计领域，可以用如下公式表示： 对象 = 数据 + 作用于这些数据上的操作,3.1.2 面向对象程序设计方法及特征,为了描述属性和行为相同的一类对象，引入了类（class）的概念。类是具有相同数据结构（属性）和相同操作功能（行为）的

4、对象的集合，它规定了这些对象的公共属性和行为方法。对象是类的一个实例，例如，汽车是一个类，而行驶在公路上的一辆汽车则是一个对象。对象和类的关系相当于程序设计语言中变量和变量类型的关系。,什么是类：,class Time private: int hour;/ 数据成员，表示小时 int minute;/ 数据成员，表示分钟 int second;/ 数据成员，表示秒public: void setTime(int h, int m, int s) / 成员函数，设置时间 hour=(h=0 ,一个简单例子：,main() Time EndTime;/ 声明对象EndTime / 设置对象End

5、Time的时间(属性，数据成员) EndTime.setTime(12, 23, 36); cout=0 ,例 类Time的实现。,private成员hour、minute和second不允许外界存取，所以为类Time增加两个public成员函数，供外界设置或显示private成员。,一般将类的定义放在头文件（.h）中，类的实现放在源文件（.cpp）中，而main主函数可以放在另一个源文件中。在源文件中用#include编译预处理指令包含头文件。,C+面向对象编程约定之一：,对象是类的一个实例，定义并实现了类，就可以利用定义好的类来声明对象，即创建对象。声明对象的形式与声明普通变量类似，例如：

6、Time t1, start ;point *pt1=&t1,利用类声明对象：,声明对象后，就可以通过成员运算符“ . ”或指向运算符“-”访问对象的公有成员，但不能访问对象的私有成员。 例如，公有成员函数调用：t1.setTime()；start.showTime()；pt1-setTime()； 而任何形如t1.hour、t1.minute、start.second等私有成员变量的直接访问都是非法的。,成员的访问：,例：,main() Time EndTime;/ 声明对象EndTime EndTime.setTime(12, 23, 36);/ 设置对象EndTime的时间 coutTh

7、e time is:; EndTime.showTime();/ 显示对象EndTime的时间,例 类Time的使用，声明对象并设置对象属性。,在定义类时不能对成员变量进行初始化，因为无法确定成员变量属于哪一个对象。成员变量一般都定义为私有属性，也不能在声明对象后利用赋值运算对成员变量进行初始化。成员变量的初始化一般是利用一个名为构造函数的成员函数来完成。,3.2.2 构造函数和析构函数,如何进行成员变量的初始化？,？,构造函数是一种特殊的成员函数，它是在创建对象时（声明或new动态创建）系统自动调用的成员函数。,什么是构造函数：,析构函数也是一种特殊的成员函数，它是在对象生存期结束时系统自动

8、调用的成员函数。,什么是析构函数：,构造函数的名称与类名相同，析构函数的名称必须在类名前加上“”符号。注意，构造函数和析构函数不能指定任何返回值类型，包括void返回类型。,计算机可视化编程,第 五 讲,主讲教师：隋振学时：32,基于Visual C+6.0的面向对象编程,3.3 类的继承,继承是面向对象程序设计方法的四个基本特征之一，是程序代码可重用性的具体体现。在C+面向对象程序设计中，所谓类的继承就是利用现有的类创建一个新的类。新类继承了现有类的属性和行为。为了使新类具有自己所需的功能，它可以扩充和完善现有类的属性和行为，使之更具体。微软基础类MFC就是通过类的继承来体现类的可重用性和可

9、扩充性。,继承,发扬,3.3.1 基类和派生类,在现实世界中，一类事物的对象常常也属于另一类事物。在面向对象程序设计方法中，一个类的对象也常常是另一个类的对象，即一个类具有了另一个类的属性和方法。在定义一个类时，根据类的继承性，我们能够且应尽可能地利用现有的类来定制新的类，而不必重新设计新的类。,1. 问题的提出,在继承关系中，新定义的类称为被继承类的派生类或子类，而被继承的类称为新定义类的基类或父类。派生类继承了基类的所有成员。 一个派生类也可以作为另一个派生类的基类。,2. 基类和派生类的概念,class : . . . / 派生类新增加的成员声明列表;,3. 派生类的定义,派生方式决定了

10、基类的成员在派生类中的访问权限。派生方式共有三种：public、private和protected（缺省值为private）。虽然派生类继承了基类的所有成员，但为了不破坏基类的封装性，无论采用哪种派生方式，基类的私有成员在派生类中都是不可见的，即不允许在派生类的成员函数中访问基类的私有成员。,说明：,采用public派生，基类成员的访问权限在派生类中保持不变，即基类所有的公有或保护成员在派生类中仍为公有或保护成员。public派生最常用。 (1) 可以在派生类的成员函数中访问基类的非私有成员； (2) 可通过派生类的对象直接访问基类的公有成员。采用private私有派生，基类所有的公有和保护成

11、员在派生类中都成为私有成员，只允许在派生类的成员函数中访问基类的非私有成员。private派生很少使用。采用protected保护派生，基类所有的公有和保护成员在派生类中都成为保护成员，只允许在派生类的成员函数和该派生类的派生类的成员函数中访问基类的非私有成员。,三种派生方式的区别：,例 定义类Point，然后定义类Point的派生类Circle。,#include class Point/ 定义基类，表示点private: int x; int y;public: void setPoint(int a, int b) x=a; y=b; ; / 设置坐标 int getX() return

12、 x; ;/ 取得X坐标 int getY() return y; ;/ 取得Y坐标;,class Circle : public Point / 定义派生类，表示圆private: int radius;public: void setRadius(int r) radius=r; ; / 设置半径 int getRadius() return radius; ; / 取得半径 int getUpperLeftX() return getX()radius; ;/ 取得外接正方形左上角的X坐标 int getUpperLeftY() return getY() + radius; ;/ 取得

13、外接正方形左上角的Y坐标;,派生类Circle通过public派生方式继承了基类Point的所有成员(除私有成员外所有成员的访问权限不变)，同时还定义了自己的成员变量和成员函数。若将类Circle的派生方式改为private或protected，则下述语句是非法的：c.setPoint(200, 250);,说明：,！,容易混淆,无论哪种派生方式，派生类都继承了基类的所有成员，包括私有成员。我们虽然不能在派生类Circle中直接访问私有数据成员x和y，但可以通过继承的公有成员函数getX()、getY()和setPoint()访问或设置它们。,3.3.3 多重继承,1. 单继承和多重继承的概念

14、,class A,class B,class C,class A,class B,class C,每个派生类只有一个直接基类 单继承,一个派生类同时从多个基类派生而来，即有多个直接基类 多重继承,3.7 Microsoft Visual C+的语法扩充,经过多年的发展，C+有很多版本，微软公司就推出了不少C+编译器。微软公司最早推出的C+编译器是Microsoft C+（1.0版到8.0版）。1993年，微软推出了第一个可视化编译器即Visual C+ 1.0，以后不断推出它的新版本，2001年推出了Visual C+ 7.0。1998年，美国国家标准化协会ANSI和国际标准组织ISO联合正式

15、制定了C+国际标准。Visual C+编译器除了遵循一般的C+标准，还结合自己的开发环境、工具和MFC类对C+语法进行了一些扩充。,3.7.1 Visual C+自定义数据类型,数据类型 意义FAR对应于farNEAR对应于nearCONST对应于constBOOL布尔类型，值为TRUE（真）或FALSE（假）UINT32位无符号整形，对应于unsigned intBYTE8位无符号整形，对应于unsigned charWORD16位无符号整形，对应于unsigned short intDWORD32位无符号长整形，对应于unsigned long intSHORT短整形LONG32位长整形，

16、对应于longLONGLONG64位长整形FLOAT浮点型，对应于floatCHARWindows字符VOID任意类型,LPCSTR32位字符串指针，指向一个常数字符串LPSTR32位字符串指针LPVOID32位指针，指向一个未定义类型的数据LPARAM32位消息参数，作为窗口函数或回调函数的参数LPRESULT32位数值，作为窗口函数或回调函数的返回值LPCRECT32位指针，指向一个RECT结构的常量PROC指向回调函数的指针WNDPROC32位指针，指向一个窗口函数WPARAM16位或32位数值，作为窗口函数或回调函数的参数HANDLE对象句柄，其它还有HPEN、HWND、HCURSOR

17、、HDC等CONST常量COLORREF32位数值，代表一个颜色值,3.7.3 MFC,MFC是一个编程框架 MFC (Microsoft Foundation Class Library)中的各种类结合起来构成了一个应用程序框架，它的目的就是让程序员在此基础上来建立Windows下的应用程序，使程序设计更加简单。MFC框架定义了应用程序的轮廓，并提供了用户接口的标准实现方法，程序员所要做的就是通过预定义的接口把具体应用程序特有的东西填入这个轮廓。Microsoft Visual C+提供了相应的工具来完成这个工作：AppWizard可以用来生成初步的框架文件（代码和资源等）；资源编辑器用于帮

18、助直观地设计用户接口；ClassWizard用来协助添加代码到框架文件；最后，编译，则通过类库实现了应用程序特定的逻辑。,3.7.3 MFC (Hierarchy Chart),3.7.4 编程规范,为了阅读理解源程序，Visual C+源程序中变量的取名一般采用匈牙利表示法则。该法则要求每一个变量名都有一个前缀，用于表示变量的类型，后面是代表变量含义的一串字符。例如：前缀n表示整形变量，前缀sz表示以0结束的字符串变量，前缀lp表示指针变量。这些前缀还可以组合起来使用。前缀一般是小写字母，前缀后的第一个字符要大写。如：nWidth表示一个整形变量，lpszMyname表示一个字符串的指针。在

19、给类和成员变量取名时也使用特定的前缀，如CView是一个类（视图类），m_xStart是一个类的整形成员变量（起点的X坐标）。,Visual C+中的前缀及说明,前缀 表示的类型例 子a数组变量aScore50b布尔变量bFlag，bIsEndc字符变量cSexn，i整形变量nWidth，iNumx、y无符号整形变量（X、Y坐标）xStart，yPoss字符串变量（不常使用）sMyNamesz以0结束的字符串变量szMyNamep指针变量pszString，pMyDlglp长指针变量lpszMynameh句柄hWnd，hPen，hDlgfn函数FnCallBack()m_类的成员变量m_xStartC类和结构 CDialog，CView，CMysdiApp，CRuntimeClassAfx，afx，AFX应用程序框架AfxGetApp()，afx_msgID*_资源标识ID_，IDD_，IDC_，IDB_，IDI_,