面向对象的程序设计概述.ppt

湖南文理学院计算机学院,C+程序设计语言,孙叶枫,1,第一章,面向对象的程序设计概述,在面向过程的程序设计中，程序是处理数据的一系列过程。过程（或函数）定义为实现特定功能的一组指令。 其主要设计思想是功能分解并逐步求精。数据与程序过程分开存储，编程的主要技巧在于关注模块之间的调用关系及数据的变化。,1.1 什么是面向对象程序设计,1.1.1 面向过程程序设计概念,1、当数据量增大时，数据与处理这些数据的方法之间的分离使程序变得越来越难以理解。 2、相对于老问题的新方法都要带来额外的开销，程序的可重用性小。,面向过程程序设计的主要缺点,面向对象的程序设计的主要特征： 程序 对象 + 消息,1.1.2 面向对象程序设计概念,特点：1）程序由类的定义和类的使用组成 2）对程序的操作是通过向对象发送 消息来实现 3) 类由继承关系产生联系,说明：C+ 既是面向过程的程序设计语言， 也是面向对象的的程序设计语言,面向对象程序设计 OOP （Object-Oriented Programming）的基本特征： 主要特征：对象、类、封装、继承、多态性,1.2 对象与类,1、对象 ( object ),实体对象：一台计算机,抽象对象：一项计划,什么是对象: 用来描述客观事物的一个实 体，它是构成系统的一个基本单元。一个对象由一组属性和服务(行为)组成。,1.2.1 对象与类的概念,对象构成要素: 1.对象标识符(对象名） 2.属性 3.服务,属性: 是用来描述对象静态特征的 一个数据项。,服务: 是用来描述对象动态特征和行 为的一个操作。,标识符：是对象的名称，用来区别与 其他对象。,对象名,属性,服务,学号、姓名、专业、性别、 年龄、身份证号、电话等等,获取和修改学号、姓名、 专业、性别、年龄等等,( 表一 ),例题 1：考虑对象 “学生”，具体描述为：,学生,2. 区别 : 三者的区别,注意点： 1. 一体性 : 三者成为一体,例题 2：对象 “课程” 的有关抽象描述。,对象名,属性,服务,课程,课程名、编号、学时数、选课要求、任课教师等,获取并修改课程名、编号、学时数、选课要求、任课教师等,（表二 ）,注意点： 1. 属性是对对象的静态描述. 2. 服务是对对象的动态描述. 外部是通过调用服务与对 象取得联系.,同一对象可以接收 不同信息，做出不同响应 相同的消息可传递给不同对象，可做出不年个响应 对象可以响应消息，也可以不响应,2、对象的交互,对象之间的联系称为对象的交互,消息：一个对象向另一个对象发出的请求 方法：定义一系列的计算步骤,消息的性质：,消息的分类：公有消息和私有消息,什么是类: 是具有相同属性和服务的集合, 它提供对对象的抽象描述,3、类 ( class )的确定与分类,类与对象的关系: 类 对象 抽象定义 实例 例题3: 模具 由模具压出的工件 学生 学生王强 模板 应用模板产生的文件 类型 变量, 如 C 语言中的 int 和 int x;,类的分类: 抽象类, 基类(父类), 派生类(子类), 等等,基 类: 运用抽象原则，舍弃对象的特殊性,提取对象的共同性,得到的一个对象集的类.,派生类: 在基类的基础上,再考虑在抽象过程中被舍弃的对象的特殊性，而产生的新类.,例题4：若考虑类“学生”，则类“大学生” 和“中学生”就是它的派生类。类 “学生”是它们的基类。,基类与派生类的关系,:,派生类具有基类的全部特征。 派生类有自己的特征,不完全等于基类。 它们有继承关系，派生类是基类 的子集。,分类的目的和意义,:,对现实世界的实体进行分类，便于应用OOP。 直观地，正确地，有层次地表达现实世界。,例如，基类“学生”和派生类“大学生” 的关系。,车 辆,客车,卡车,轿车,面包车,机 动 车,越野车,普通车,大客车,非机动车,图一：车辆类层次图,考虑运输工具这个实体，它包含了车辆，车辆又包含机动车和非机动车，机动车又包含轿车和卡车等等。如果建一基类“机动车”，则“轿车”和“卡车”就是“机动车”的派生类，而“车辆”可以是基类“机动车”的基类。即基类可以有基类，派生类可以有派生类。,例题5：,1.3 数据的抽象与封装,什么是封装,：,把对象的属性和服务结合成一个独立的单元，并尽可能荫蔽对象的内部细节。,仓库,属性,服务,价格表,物品, 帐单，电话, 等等,提供物品, 帐单等等,(图二),例6:,抽象,考虑一个仓库，外部只能通过管理员获取物品。,什么是抽象：,通过特定例子抽取共同性质后形成概念的过程,封装的特点：,一个清楚的边界。 所有对象的成分都在这个边界内。 2. 一个接口。 外部通过这个接口访问对象的内部成员。,需要更多的输入输出函数。,封装的优点：,1. 数据独立 (如每件事 物都对应于一对象) 2.具有隐藏性和安全性(如银行的帐户) 3.易于维护(由于数据独立,易于发现问题),封装的缺点：,1.4 继承性(inheritance),特殊类具有普通类的所有特性和服务 是类之间的一种关系 是OOP 的要点之一,什么是继承：,继承的特点：,设 A 为基类， B 为派生类。 1. 共享性: 派生类具有基类所有特征， 即：A B 2. 区别性: 派生类不等于基类，即 AB 3. 层次性: 表示了类之间的关系,例7：车辆的继承关系,车辆,非机动车,客车,卡车,轿车,机动车,例8：人类按职业划分的一种继承关系,人,学生,工人,教师,农民,中学生,大学生,研究生,讲师,教授,继承的优点：,1. 减少原代码， 即代码可重用。 2. 代码的相互独立性。 3. 易于维护。 4. 体现自然界之间 的关系。,例如：在学籍管理系统中,学生类（基类） 计算成绩的操作,中学生类（派生类） 计算成绩的操作,大学生类（派生类） 计算成绩的操作,1.5 多态性(polymorphism),什么是多态性：对不同的消息表现出不同的行为,又如：在绘图系统中使用的多态性。 函数重载和运算符重载表现了最简单的多态性。 函数重载： Void f(int,int,char); Void f(char,float); Void f(int,int); Void f(int,float); 运算符重载： 为运算符+ - * / 等赋以新的含义，以 实现类对象的运算。,1.6 程序开发过程,例1: /* /* ch1.1.cpp * /* # include void main( ) cout “I am a student.n”; ,1.7 最简单的程序,运行结果为： I am a student.,例 2: /* ch1.2.cpp * #include void main( ) int a,b,result; cout a b; result=3*a-2*b+1; cout “Result is ” resultendl; ,C+程序是由函数构成的，由一个主函数和若干个函数构成。 C+程序是函数驱动的。 例3: /*ch1.3.cpp* #include #include double max(doubl x, doubl y); void main( ) double a, b, c; cout ab; c=max(a,b);, 1.8 函 数,double max(do