C++语言程序设计清华大学郑莉.ppt
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1、第五章第五章 C+程序的结构程序的结构清华大学清华大学 郑郑 莉莉C+语言程序设计C+语言程序设计清华大学 郑莉2本章主要内容本章主要内容l作用域与可见性作用域与可见性l对象的生存期对象的生存期l数据与函数数据与函数l静态成员静态成员l共享数据的保护共享数据的保护l友元友元l编译预处理命令编译预处理命令l多文件结构和工程多文件结构和工程l深度探索深度探索C+语言程序设计清华大学 郑莉5.1标识符的作用域和可见性标识符的作用域和可见性l作用域作用域 是一个标识符在程序正文中有效的区是一个标识符在程序正文中有效的区域。域。l可见性可见性 标识符是否可以引用的问题标识符是否可以引用的问题3C+语言程
2、序设计清华大学 郑莉4函数原形的作用域函数原形的作用域l函数原型中的参数,其作用域始于函数原型中的参数,其作用域始于(,结束于,结束于)。l例如,设有下列原型声明:例如,设有下列原型声明:double area(double radius);radius 的作用域仅在于此,不能用于程序正文其他地方,因而可有可无。作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉5局部作用域局部作用域l函数的形参,在块中声明的标识符,其作函数的形参,在块中声明的标识符,其作用域自声明处起,限于块中,例如:用域自声明处起,限于块中,例如:void fun(int a)int b=a;cin b;if(b 0)int c
3、;.c的作用域b的作用域作用域与可见性a的作用域C+语言程序设计清华大学 郑莉6类作用域类作用域l类作用域作用于特定的成员名。类作用域作用于特定的成员名。l类类X X的成员的成员m m具有类作用域,对具有类作用域,对m m的访问方式的访问方式如下:如下:如果在X的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符,那么在该函数内可以访问成员m。通过表达式x.m或者X:m访问。通过表达式ptr-M作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉7命名空间命名空间l命名空间可以解决类名、函数名等的命名冲突命名空间可以解决类名、函数名等的命名冲突l命名空间的声明命名空间的声明namespace 命名空间名 各种声
4、明(函数声明、类声明、)l例例namespace SomeNs class SomeClass .;l特殊的命名空间特殊的命名空间全局命名空间:默认的命名空间匿名命名空间:对每个源文件是唯一的作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉命名空间作用域命名空间作用域l一个命名空间确定了一个命名空间作用域一个命名空间确定了一个命名空间作用域l引用其它命名空间作用域中的标识符引用其它命名空间作用域中的标识符命名空间名:标识符名例:声明一个SomeClass型的对象lSomeNs:SomeClass obj1;l将其它命名空间作用域的标识符暴露于当前将其它命名空间作用域的标识符暴露于当前作用域作用域对
5、指定标识符lusing 命名空间名:标识符名;对所有标识符lusing namespace命名空间名;8作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉9可见性可见性l可见性是从对标识符的引用的角度来谈可见性是从对标识符的引用的角度来谈的概念的概念l可见性表示从内层作用域向外层作用域可见性表示从内层作用域向外层作用域“看看”时能看见什么。时能看见什么。l如果标识在某处可见,则就可以在该处如果标识在某处可见,则就可以在该处引用此标识符。引用此标识符。块作用域类作用域命名空间作用域作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉10可见性可见性l标识符应声明在先,引用在后。标识符应声明在先,引用在后。l如
6、果某个标识符在外层中声明,且在内层中如果某个标识符在外层中声明,且在内层中没有同一标识符的声明,则该标识符在内层没有同一标识符的声明,则该标识符在内层可见。可见。l对于两个嵌套的作用域,如果在内层作用域对于两个嵌套的作用域,如果在内层作用域内声明了与外层作用域中同名的标识符,则内声明了与外层作用域中同名的标识符,则外层作用域的标识符在内层不可见。外层作用域的标识符在内层不可见。作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉11同一作用域中的同名标识符同一作用域中的同名标识符l在同一作用域内的对象名、函数名、在同一作用域内的对象名、函数名、枚举常量名会隐藏同名的类名或枚举枚举常量名会隐藏同名的类名
7、或枚举类型名。类型名。l重载的函数可以有相同的函数名。重载的函数可以有相同的函数名。作用域与可见性C+语言程序设计清华大学 郑莉12#include using namespace std;int i;/在全局命名空间中的全局变量namespace Ns int j;/在Ns命名空间中的全局变量int main()i=5;/为全局变量i赋值Ns:j=6;/为全局变量j赋值/子块1using namespace Ns;/当前块中可以直接引用Ns中的标识符int i;/局部变量,局部作用域i=7;cout i=i endl;/输出7cout j=j endl;/输出6cout i=i endl;/
8、输出5return 0;作用域与可见性例例 5.1C+语言程序设计清华大学 郑莉13对象的生存期对象的生存期对象从产生到结束的这段时间就是对象从产生到结束的这段时间就是它的生存期。它的生存期。在对象生存期内,对象将在对象生存期内,对象将保持它的值,直到被更新为止。保持它的值,直到被更新为止。C+语言程序设计清华大学 郑莉14静态生存期静态生存期l这种生存期与程序的运行期相同。这种生存期与程序的运行期相同。l在文件作用域中声明的对象具有这种在文件作用域中声明的对象具有这种生存期。生存期。l在函数内部声明静态生存期对象,要在函数内部声明静态生存期对象,要冠以关键字冠以关键字static。对象的生存
9、期C+语言程序设计清华大学 郑莉15#includeusing namespace std;int i=5;/文件作用域int main()static int k=3;/局部作用域 cout i=i endl;cout k=k endl;return 0;i,k具有静态生存期对象的生存期例例C+语言程序设计清华大学 郑莉16动态生存期动态生存期l局部作用域中声明的,没有用局部作用域中声明的,没有用static修饰的对象是动态生存期的对象(习修饰的对象是动态生存期的对象(习惯称局部生存期对象)。惯称局部生存期对象)。l开始于程序执行到声明点时,结束于开始于程序执行到声明点时,结束于命名该标识符
10、的作用域结束处。命名该标识符的作用域结束处。对象的生存期C+语言程序设计清华大学 郑莉17例例5-2 变量的生存期与可见性变量的生存期与可见性#include#includeusing namespace std;using namespace std;int int i i=1;/i=1;/i 为全局变量,具有静态生存期。为全局变量,具有静态生存期。void other()void other()static int static int a a=2;=2;static int static int b b;/a,b /a,b为静态局部变量,具有全局寿命,局部可见。为静态局部变量,具有全局寿
11、命,局部可见。/只第一次进入函数时被初始化。只第一次进入函数时被初始化。int int c c=10;/C=10;/C为局部变量,具有动态生存期,为局部变量,具有动态生存期,/每次进入函数时都初始化。每次进入函数时都初始化。a+a+=2;2;i+i+=32;32;c+c+=5;5;cout-OTHER-n;cout-OTHER-n;cout i:cout i:i i a:a:a a b:b:b b c:c:c cendl;endl;b b=a a;对象的生存期int main()int main()static int static int a a;/;/静态局部变量,有全局寿命,局部可见。静
12、态局部变量,有全局寿命,局部可见。int int b b=-10;/b,c=-10;/b,c为局部变量,具有动态生存期。为局部变量,具有动态生存期。int int c c=0;=0;cout -MAIN-n;cout -MAIN-n;cout i:cout i:i i a:a:a a b:b:b b c:c:c cendl;endl;c+=8;other();c+=8;other();cout-MAIN-n;cout-MAIN-n;cout i:cout i:i i a:a:a a b:b:b b c:c:c cendl;endl;i+i+=10;other();10;other();retu
13、rn 0;return 0;17运行结果:运行结果:-MAIN-MAIN-i:1i:1 a:0 b:-10 c:0a:0 b:-10 c:0-OTHER-OTHER-i:33i:33 a:4 b:0 c:15a:4 b:0 c:15-MAIN-MAIN-i:33i:33 a:0 b:-10 c:8a:0 b:-10 c:8-OTHER-OTHER-i:75i:75 a:6 b:4 c:15a:6 b:4 c:1518C+语言程序设计清华大学 郑莉20#include using namespace std;void fun();int main()fun();fun();void fun()s
14、tatic int a=1;int i=5;a+;i+;couti=i,a=aendl;运行结果:i=6,a=2i=6,a=3i是动态生存期a是静态生存期对象的生存期练习练习C+语言程序设计清华大学 郑莉21例例5-3具有静态、动态生存期对象的时钟程序具有静态、动态生存期对象的时钟程序#include#includeusing namespace std;using namespace std;class Clock class Clock/时钟类定义时钟类定义public:public:/外部接口外部接口Clock();Clock();void setTime(int newH,int ne
15、wM,int newS);void setTime(int newH,int newM,int newS);/三个形参均具有函数原型作用域三个形参均具有函数原型作用域void showTime();void showTime();private:private:/私有数据成员私有数据成员int hour,minute,second;int hour,minute,second;对象的生存期Clock:Clock():hour(0),minute(0),second(0)Clock:Clock():hour(0),minute(0),second(0)/构造函数构造函数void Clock:se
16、tTime(int newH,int newM,int newS)void Clock:setTime(int newH,int newM,int newS)/三个形参均具有局部作用域三个形参均具有局部作用域hour=newH;hour=newH;minute=newM;minute=newM;second=newS;second=newS;void Clock:showTime()void Clock:showTime()cout hour :minute :second cout hour :minute :second endl;endl;20ClockClock globClock;/
17、globClock;/声明对象声明对象globClockglobClock,/具有静态生存期,文件作用域具有静态生存期,文件作用域int main()/int main()/主函数主函数cout First time output:endl;cout First time output:endl;/引用具有文件作用域的对象:引用具有文件作用域的对象:globClockglobClock.showTime()showTime();/对象的成员函数具有类作用域对象的成员函数具有类作用域globClockglobClock.setTime(8,30,30)setTime(8,30,30);Clock
18、 Clock myClockmyClock(globClock);(globClock);/声明具有块作用域的对象声明具有块作用域的对象myClockmyClockcoutSecond time output:endl;coutSecond time output:endl;myClockmyClock.showTime();.showTime();/引用具有块作用域的对象引用具有块作用域的对象return 0;return 0;21程序的运行结果为:程序的运行结果为:First time output:First time output:0:0:00:0:0Second time outpu
19、t:Second time output:8:30:308:30:3022C+语言程序设计清华大学 郑莉25数据与函数数据与函数l数据存储在局部对象中,通过参数传数据存储在局部对象中,通过参数传递实现共享递实现共享函数间的参数传递。函数间的参数传递。l数据存储在全局对象中。数据存储在全局对象中。l将数据和使用数据的函数封装在类中。将数据和使用数据的函数封装在类中。一方面实现了类内函数的共享;同时控制了类外共享访问的范围和权限数据与函数C+语言程序设计清华大学 郑莉26使用全局变量使用全局变量#include#includeusing namespace std;using namespace
20、std;int int x,y,z;x,y,z;void main()void main()x=3;x=3;y=5 y=5;max();max();cout“max=”cout“max=”z z endl;/y?x:yz=xy?x:y;数据与函数C+语言程序设计清华大学 郑莉使用全局变量使用全局变量#include#includeusing namespace std;using namespace std;int int globalglobal;void f()void f()globalglobal=5;=5;void g()cout void g()cout global global
21、 endl;endl;int main()int main()f();f();g();/g();/输出输出“5 5”return 0;return 0;27C+语言程序设计清华大学 郑莉28将函数与数据封装将函数与数据封装#include#includeusing namespace std;using namespace std;class Application class Application public:public:void void f f();();void void g g();();private:private:int int globalglobal;void App
22、lication:void Application:f f()()global global=5;=5;void Application:void Application:g g()()cout cout global global endl;endl;int main()int main()Application MyApp;Application MyApp;MyApp.f();MyApp.f();MyApp.g();MyApp.g();return 0;return 0;数据与函数C+语言程序设计清华大学 郑莉29静态数据成员静态数据成员l静态数据成员静态数据成员用关键字static声明
23、该类的所有对象维护该成员的同一个拷贝必须在类外定义和初始化,用(:)来指明所属的类。静态成员C+语言程序设计清华大学 郑莉30例例5-4 具有静态数据成员的具有静态数据成员的 Point类类#include#include using namespace std;using namespace std;class Pointclass Point public:public:Point(int x=0,int y=0):x(x),y(y)Point(int x=0,int y=0):x(x),y(y)countcount+;+;Point(Point&p);Point(Point&p);int
24、 getX()return x;int getX()return x;int getY()return y;int getY()return y;void showCount()void showCount()cout Object count=“cout Object count=“countcount endl;endl;private:private:int x,y;int x,y;static int countstatic int count;静态成员Point:Point(Point&p)Point:Point(Point&p)x=p.x;x=p.x;x=p.y;x=p.y;cou
25、nt+;count+;int Point:count=0;int Point:count=0;/这里不初始化为这里不初始化为0 0可以,但是这句话可以,但是这句话必须有必须有int main()int main()Point a(4,5);Point a(4,5);coutPoint A:a.getX(),a.getY();coutPoint A:a.getX(),a.getY();a.a.showCount();showCount();Point b(a);Point b(a);coutPoint B:b.getX(),b.getY();coutPoint B:b.getX(),b.getY
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