chap4C课件清华大学郑莉.pptx

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1、1本章主要内容面向对象的思想OOP的基本特点类概念和声明对象构造函数析构函数内联成员函数拷贝构造函数类的组合第1页/共70页2回顾：面向过程的设计方法重点:如何实现细节过程，将数据与函数分开。形式：主模块+若干个子模块（main()+子函数）。特点：自顶向下，逐步求精功能分解。缺点：效率低，程序的可重用性差。面向对象的思想第2页/共70页3面向对象的方法目的：实现软件设计的产业化。观点：自然界是由实体（对象）所组成。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。要求：高度概括、分类、和抽象。面向对象的思想第3页/共70页4抽象抽象是对具体对象（问题）进行概括，抽出这一类对象的公共性

2、质并加以描述的过程。先注意问题的本质及描述，其次是实现过程或细节。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的基本特点第4页/共70页5抽象实例钟表数据抽象：int Hour,int Minute,int Second代码抽象：SetTime(),ShowTime()OOP的基本特点第5页/共70页6抽象实例钟表类class Clock public:void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);void ShowTime();private:int Hou

3、r,Minute,Second;OOP的基本特点第6页/共70页7抽象实例人数据抽象：char*name,char*gender,int age,int id代码抽象：生物属性角度：GetCloth(),Eat(),Step(),社会属性角度：Work(),Promote(),OOP的基本特点第7页/共70页8封装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。目的是曾强安全性和简化编程，使用者不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的基本特点第8页/共70页9封装实例：class Clock public:void S

4、etTime(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第9页/共70页10继承与派生是C+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，进行更具体的说明。实现：声明派生类第七章OOP的基本特点第10页/共70页11多态性多态：同一名称，不同的功能实现方式。目的：达到行为标识统一，减少程序中标识符的个数。实现：重载函数和虚函数第八章OOP的基本特点第11页/共70页12c+中的类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

5、的全部对象提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。利用类可以实现数据的封装、隐藏、继承与派生。利用类易于编写大型复杂程序，其模块化程度比C中采用函数更高。类 和 对 象第12页/共70页13类的声明形式 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 和 对 象第13页/共70页14公有类型成员在关键字public后面声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。类 和 对 象第14页/共70页15私有类型成员在关键字private后面声明，只允许本类中的

6、函数访问，而类外部的任何函数都不能访问。如果紧跟在类名称的后面声明私有成员，则关键字private可以省略。类 和 对 象第15页/共70页16保护类型与private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。类 和 对 象第16页/共70页17类的成员class Clock public:void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);void ShowTime();private:int Hour,Minute,Second;类 和 对 象成员数据成员函数第17页/共70页void Clock:SetTime(int NewH,int N

7、ewM,int NewS)Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;void Clock:ShowTime()coutHour:Minute:Second;19第18页/共70页19成员数据与一般的变量声明相同，但需要将它放在类的声明体中。类 和 对 象第19页/共70页20成员函数在类中说明原形，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定。也可以直接在类中给出函数体，形成内联成员函数。允许声明重载函数和带默认形参值的函数类 和 对 象第20页/共70页21内联成员函数为了提高运行时的效率，对于较简单的函数可以声明为内联形式。内联函数体中不要有复杂结构（如

8、循环语句和switch语句）。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 象第21页/共70页22内联成员函数举例(一)class Point public:void Init(int initX,int initY)X=initX;Y=initY;int GetX()return X;int GetY()return Y;private:int X,Y;类 和 对 象第22页/共70页23内联成员函数举例(二)class Point public:void Init(int initX,int initY);int GetX()；int GetY

9、()；private:int X,Y;类 和 对 象第23页/共70页inline void Point:Init(int initX,int initY)X=initX;Y=initY;inline int Point:GetX()return X;inline int Point:GetY()return Y;25第24页/共70页25对象类的对象是该类的某一特定实体，即类类型的变量。声明形式：类名 对象名；例：Clock myClock;类 和 对 象第25页/共70页26类中成员的访问方式类中成员互访直接使用成员名类外访问使用“对象名.成员名”方式访问 public 属性的成员类 和

10、对 象第26页/共70页27例4-1类的应用举例#includeusing namespace std;class Clock ./类的声明略/.类的实现略int main()Clock myClock;myClock.SetTime(8,30,30);myClock.ShowTime();类 和 对 象第27页/共70页28构造函数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，或者说将对象初始化为一个特定的状态。在对象创建时由系统自动调用。如果程序中未声明，则系统自动产生出一个默认形式的构造函数允许为内联函数、重载函数、带默认形参值的函数构造函数和析构函数第28页/共70页29构造函数

11、举例class Clockpublic:Clock(int NewH,int NewM,int NewS);/构造函数void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);void ShowTime();private:int Hour,Minute,Second;构造函数和析构函数第29页/共70页构造函数的实现：Clock:Clock(int NewH,int NewM,int NewS)Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;建立对象时构造函数的作用：int main()Clock c(0,0,0);/隐含调用构造函数，将初始值作为

12、实参。c.ShowTime();31第30页/共70页31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:类名（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第31页/共70页32例4-2 拷贝构造函数举例class Point public:Point(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

13、数和析构函数第32页/共70页Point:Point(Point&p)X=p.X;Y=p.Y;cout拷贝构造函数被调用endl;34第33页/共70页34例4-2 拷贝构造函数举例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贝赋值。int main()Point A(1,2);Point B(A);/拷贝构造函数被调用 coutB.GetX()endl;构造函数和析构函数第34页/共70页35例4-2拷贝构造函数举例若函数的形参为类对象，调用函数时，实参赋值给形参，系统自动调用拷贝构造函数。例如：void fun1(Point p)coutp.GetX()endl

14、;int main()Point A(1,2);fun1(A);/调用拷贝构造函数 构造函数和析构函数第35页/共70页36拷贝构造函数(例4-2)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：Point fun2()Point A(1,2);return A;/调用拷贝构造函数int main()Point B;B=fun2();构造函数和析构函数第36页/共70页37拷贝构造函数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拷贝构造函数。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，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第37页

15、/共70页38析构函数完成对象被删除前的一些清理工作。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间。如果程序中未声明析构函数，编译器将自动产生一个默认的析构函数。构造函数和析构函数第38页/共70页39构造函数和析构函数举例#includeusing namespace std;class Point public:Point(int xx,int yy);Point();/.其它函数原形 private:int X,int Y;构造函数和析构函数第39页/共70页Point:Point(int xx,int yy)X=xx;Y=yy;Point:Point()/.其它函

16、数的实现略41第40页/共70页41类的应用举例(例4-3)一圆型游泳池如图所示，现在需在其周围建一圆型过道，并在其四周围上栅栏。栅栏价格为35元/米，过道造价为20元/平方米。过道宽度为3米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算并输出过道和栅栏的造价。游泳池过道第41页/共70页#include using namespace std;const float PI=3.14159;const float FencePrice=35;const float ConcretePrice=20;/声明类Circle 及其数据和方法class Circle private:float radius;p

17、ublic:Circle(float r);/构造函数 float Circumference()const;/圆周长 float Area()const;/圆面积;43第42页/共70页/类的实现/构造函数初始化数据成员radiusCircle:Circle(float r)radius=r/计算圆的周长float Circle:Circumference()const return 2*PI*radius;/计算圆的面积 float Circle:Area()const return PI*radius*radius;44第43页/共70页void main()float radius;f

18、loat FenceCost,ConcreteCost;/提示用户输入半径 coutradius;/声明 Circle 对象 Circle Pool(radius);Circle PoolRim(radius+3);45第44页/共70页/计算栅栏造价并输出 FenceCost=PoolRim.Circumference()*FencePrice;cout Fencing Cost is￥FenceCost endl;/计算过道造价并输出 ConcreteCost=(PoolRim.Area()-Pool.Area()*ConcretePrice;cout Concrete Cost is￥C

19、oncreteCost yabbaDabbaDo();/错误：Fred类的对象在定义之前被使用 private:Fred*x;/正确，经过前向引用声明，可以声明Fred类的对象指针;class Fred public:void yabbaDabbaDo();private:Barney*y;类 的 组 合第57页/共70页58前向引用声明注意事项应该记住：当你使用前向引用声明时，你只能使用被声明的符号，而不能涉及类的任何细节。类 的 组 合第58页/共70页59UML简介UML语言是一种可视化的的面向对象建模语言。UML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

20、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图形标识第59页/共70页60UML中有4种类型的事物结构事物（Structural things）动作事物（Behavioral things）分组事物（Grouping things）注释事物（Annotational things）UML图形标识第60页/共70页61UML中的关系依赖（Dependencies）关联（Association）泛化（generalization）实现（realuzation）UML图形标识第61页/共70页

21、62UML中的9种图类图（class diagram）对象图（class diagram）用例图（Use case diagram）顺序图（Sequence diagram）协作图（Collaboration diagram）状态图（Statechart diagram）活动图（Activity diagram）组件图（Compomnent diagram）实施图（Deployment diagram）UML图形标识第62页/共70页63类图举例：Clock类的完整表示Clock类的简洁表示Clock-Hour:int-Minute:int-Second:int+ShowTime():void

22、+SetTime(NewH:int=0,NewM:int=0,NewS:int=0):voidClockUML图形标识第63页/共70页64对象图myClock:Clock-Hour:int-Minute:int-Second:intmyClock:ClockUML图形标识第64页/共70页65类与对象关系的图形标识依赖关系图中的“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图形标识第65页/共70页66类与对象关系的图形标识作用关系关联图中的“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图形标识第66页/共70页67类与对象关系的图形标识包含关系聚集和组合类 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图形标识第67页/共70页68类与对象关系的图形标识继承关系泛化父类 A父类 B子类 1子类 2UML图形标识第68页/共70页69注释在UML图形上，注释表示为带有褶角的矩形，然后用虚线连接到UML的其他元素上，它是一种用于在图中附加文字注释的机制。注释文字UML图形标识第69页/共70页70感谢您的观赏！第70页/共70页