同济大学c++第八章

第八章 面向对象程序设计8.1 面向对象程序设计概述 8.2 结构

8.3 类和对象8.4 继承和派生 8.5多态性 8.6 程序举例

8.1 面向对象程序设计(OOP)概述Object Oriented Programming

基本概念 对象：现实世界的实体，每个对象都有所属的类 类： 对一组对象共同具有的属性和行为的抽象， 具有封装和隐藏性、还具有继承性。

消息：向某对象请求服务的一种表达方式，是对 象与外界、对象与其它对象之间联系的工具

方法：对某对象接受消息后所采取的操作的描述。

特点封装性C++中，通过类和对象实现对数据的封装，使得程序的修改维 护更方便。是OOP的基础。

继承性连接类与类的层次模型，利用现有类派生出新类的过程称为类 继承,支持代码重用、提供了无限重复利用程序资源的途径、 节省程序开发的时间和资源，是OOP的关键。

多态性发出同样的消息被不同类型的对象接收时导致完全不同的行 为,是OOP的重要补充

8.2 结构C++中的类从C语言中的结构概念演变而来 结构类型说明形式

struct 结构类型标识符 { 说明结 结构成员1; 构类型 结构成员2; 的关键字 ┆ 结构成员n; };

类型可任意

(不能为该结构自身)

如，说明一个结构类型date,含三个整型数据成员struct date { int month; int day; int year; }; struct man

在此基础上，又 可说明另一个结 构类型man

{ char name[15]; char sex; int age; date birthday; };

Name

sex

age monthstruct man

birthday day year结构类型

结构变量定义struct man man1, man2;

先说明结构类型再定义结构变量 在说明结构数据类型的同时定义结构变量 省略结构标识符直接定义结构类型变量struct { char name[15]; char sex; int age; struct date birthday; } man1, man2;

struct man { char name[15]; char sex; int age; struct date birthday; } man1, man2;

无类型名变量

结构变量的引用 形式：

成员访问运算符 优先级最高的 四个运算符之一

结构变量名.成员名或 或

(*指向结构的指针).成员名 指向结构的指针->成员名 通过指向结构的指针引用结构变量成员

括号不能少 如，假设有定义

man m,*p=&m;

则可如下引用结构成员

strcpy (, "Fang Min"); p->birthday.month = 8;

8.3 类和对象引例#include "iostream.h" 类定义 class Circle {private: double x,y,r; 数据成员 public: 成员函数 void print(){cout<<"圆心:("<<x<<","<<y<<")"<<endl;

void main() { Circle p; 定义类对象 p.set(0,0,2); p.print(); } 对对象调用

cout<<"半径:"<<r<<endl; }void set(double x1,double y1,double r1)

成员函数Circle类将圆的属性 (圆心坐标和半径) 和操作(print、set) 封装在一起

{ x=x1;

y=y1;

r=r1;}

};

上述定义的Circle类实际上也相当于一种新的数据 类型，包含了

数据和对数据的操作，其成员描述如下：数据成员 名称 含义 圆心坐标x值 名称 成员函数 功能 设置数据成员值

x

set

y

圆心坐标 y值圆半径

print

输出数据成员值

r

8.3.1 类的定义类是一种复杂的数据类型，它是将不同类型的 数据和与这些数据相关的运算封装在一起的集合体， 类的结构是用来确定一类对象的行为，而这些行为是 通过类的内部数据结构和相关的操作来确定的。 定义格式： 定义类的关键 字

访 类的说明 问 权 限 修 饰 符 实现部分

说明部分 class 类名 {public: <成员函数或数据成员的说明>; private: <成员函数或数据成员的说明>; protected: <成员函数或数据成员的说明>; };

实现部分

<各成员函数的实现>

说明： 定义包括说明部分和实现部分。若成员函数在说明部分 已定义，则实现部分可省略。 访问权限修饰符：public(公有)、private(私有 )和 protected(保护) 缺省时为private。 公有成员通常为成员函数，可在程序中引用，私有成员 通常是数据成员，只有成员函数或友元函数才可引用。 类体中不允许对数据成员初始化。 自身类的对象不可以作为自己的成员class B {private: int year=2002, month=10, day=12; B b; …… };

错

如，定义一个职工类，该类是对所有职工某些信 息的抽象，包括如下成员：数据成员 成员函数

名称name sex wage

含义职员姓名 职员性别 职员工资

名称set display

功能设置数据成员值 输出数据成员值

作用域运算 符(类体外 实现时需要)

void Staff::display() class Staff {cout<<name<<":"<<sex<<","<< {private: 说明部分 wage<<endl; char name[30]; } char sex; void Staff::set(char *n,char s,float w) float wage; { public: strcpy(name,n); void display(); sex=s; 实现部分 void set(char *n,char s,float w); wage=w; } };

8.3.2 对象的定义类名仅提供一种类型定义，只有在定义属于类的变 量后，系统才会为其预留空间，这种变量称为对象，它 是类的实例。 格式: 类名 对象名表； 如，假设A是一个已定义过的类，则可定义：A a1,*p,a[5]

A类的对象 指向A类对象的指针

对象数组

成员引用 一般对象成员 数据成员： 对象名 .成员名 成员函数： <对象名> . <成员名>(<参数表>) 对象名.成员名(参数表) 指向对象的指针的成员表示法： 数据成员： 对象指针名->成员名 或 (*对象指针名).成员名 成员函数： 对象指针名->成员名(参数表) (*对象指针名.成员名(参数表)

[例8-1] #include "iostream.h" #include "string.h" class Staff {private: char name[30]; char sex; float wage; public: void display()

可修改为如下形式吗？

= “WangQiang” s.sex= m ; s.wage=1526

S1为指向s 的指针

void main()

{Staff s,*s1;s.set(“WangQiang”, m ,1526);

s.display(); {cout<<name<<":"<<sex<<", "<<wage<<endl;} s1=&s; void set(char *n,char s,float w) s1->set("GaoLing",'f',2003); {strcpy(name,n); s1->display(); sex=s; wage=w; } } };

8.3.3 对象的初始化1.构造函数和析构函数[例8-2] 看引例的另一种实现#include "iostream.h" class Circle {private: double x,y,r; public: void print(){cout<<"圆心:("<<x<<","<<y<<")"<<endl;

1.定义的同时初 始化对象 2.省略对赋初值 成员函数的额外 调用

void main() { Circle p (0,0,2); p.print(); }

cout<<"半径:"<<r<<endl; } Circle(double x1,double y1,double r1) { x=x1; y=y1; r=r1;} };

构造函数、 同类名

构造函数特点 是成员函数，可写在类体内，亦可写在类体外。 函数名同类名，不能指定函数类型，可以带参数。 可重载，即可定义多个参数个数不同的函数。 在创建对象时由系统自动调用，程序中不能直接调用。 析构函数特点：

是成员函数，可写在类体内，亦可写在类体外。 函数名同类名，前面多个字符“~” ,不指定类型，无参。 不可重载，即一个类只能定义一个析构函数。 可被调用，也可由系统调用。系统自动调用情况如下： 若一个对象被定义在函数体内，则当该函数结束时， 该对象的析构函数被自动调用。 当一个对象是使用new运算符被动态创建的，在使用 delete释放时，析构函数将会被自动调用

2.缺省构造函数和缺省析构函数形式：<类名>::<缺省构造函数名>( ) { } <类名>::~<缺省析构函数名>() { }

说明： 若没有定义任何构造函数，系统会自动生成上述无参的缺省 构造函数及析构函数 若定义一个静态对象而没有指明初始化时，编译器会按缺省 构造函数对对象的所有数据成员都初始化为0或空。

[例8.3] 定义一个Circle1类，具有求一个圆的面积、 求两个圆的面积之和，以及输出面积等功能 。#include "iostream.h" class Circle1 {private: double x,y,r,s; public: void print(){cout<<"圆心:("<<x<<","<<y<<")"<<endl;

void main() {初始化了吗

Circle1 p1(0,0,2),p2(1,1,4),p3;

p1.print();

cout<<"半径:"<<r<<endl; } Circle1() 可缺省吗？验证一下 { }Circle1(double x1,double y1,double r1)

p2.print();p3.addarea(p1,p2); p3.disp(); }

{ x=x1; y=y1; r=r1;} void addarea(Circle1 p1,Circle1 p2){s=3.14*(p1.r*p1.r)+3.14*(p2.r*p2.r);}

void disp() { cout<<"面积:"<<s<<endl;}};