C语言程序设计课件第05章程序的结构.ppt

1,第五章 C+程序的结构,C+语言程序设计,2,本章主要内容,作用域与可见性 对象的生存期 类的静态成员 友元 共享数据的保护 多文件结构和工程,3,函数原形的作用域,函数原型中的参数，其作用域始于 “(“，结束于“)“。 例如，设有下列原型声明： double Area(double radius);,radius 的作用域仅在于此，因而可以写成： double Area(double)；,作用域与可见性,5.1,4,块作用域,在块中声明的标识符，其作用域自声明处起，限于块中，例如： void fun(int a) int b(a); cinb; if (b0) int c; ,作用域与可见性,5.1,5,类X的成员M具有类作用域，对M的访问方式如下： 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直接访问成员M。 通过表达式x.M访问。 （x是类X的对象，M是类X公有数据成员） 通过表达式prt-M。 （prt是X类的指针变量）,作用域与可见性,5.1,类作用域,6,#include using namespace std; class Clock public: void SetTime(int NewH, int NewM,int NewS); public: int Hour,Minute,Second; ; void Clock:SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; ,作用域与可见性,5.1,7,void main() Clock myClock,*prt; prt= ,作用域与可见性,5.1,8,文件作用域,不在前述各个作用域中出现的声明，具有文件作用域，这样声明的标识符的作用域开始于声明点，结束于文件尾。,作用域与可见性,5.1,9,作用域与可见性,#include int i=120; /文件作用域 class Class1 public: void print(); ; void Class1:print() cout“this is a class: i=“iendl; void Sub(void) cout“this is a sub function: i=“iendl; void main() Class1 class1; cout“this is a main function: i=“iendl; Sub(); class1.print(); ,5.1,10,可见性,可见性是从对标识符引用的角度来谈的概念 可见性表示从内层作用域向外层作用域“看”时能看见什么。 如果标识符在某处可见，则就可以在该处引用此标识符。,作用域与可见性,5.1,11,标识符应声明在先，引用在后。 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，则该标识符在内层可见。 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，则外层作用域的标识符在内层不可见。,作用域与可见性,5.1,可见性,12,同一作用域中的同名标识符,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类型名。 重载的函数可以有相同的函数名。,作用域与可见性,5.1,13,#include using namespace std; class A1 public: A1(int ,int); int getX(); int getY(); private: int x,y; ; A1:A1(int a,int b) x=a;y=b; int A1:getX() return x; int A1:getY() return y;,14,A1 a1(4,5); void output() couta1.getX()endsa1.getY()endl; void main() A1 a1(2,3); couta1.getX()endsa1.getY()endl; output(); ,15,对象的生存期,对象从产生到结束的这段时间就是它的生存期。在对象生存期内，对象将保持它的值，直到被更新为止。 对象的生存期分为静态生存期和动态生存期。,对象的生存期,5.2,16,这种生存期与程序的运行期相同。 在文件作用域中声明的对象具有这种生存期。 在函数内部声明静态生存期对象，要冠以关键字static 。,对象的生存期,5.2,静态生存期,17,对象的生存期,5.2,#include int i=5; void output() i+; cout“This is output function: i=“iendl; void main() output(); i+; cout“This is main function: i=“iendl; output(); ,18,运行结果：,对象的生存期,5.2,19,动态生存期,块作用域中声明的，没有用static修饰的对象是动态生存期的对象（习惯称局部生存期对象）。 开始于声明点处，结束于命名该标识符的作用域结束处。,对象的生存期,5.2,20,#include void fun(); void main() fun(); fun(); void fun() static int a=1; int i=5; a+; i+; cout“i=“i“,a=“aendl; ,运行结果： i=6, a=2 i=6, a=3 i是动态生存期 a是静态生存期,对象的生存期,例,5.2,21,例5-2 变量的生存期与可见性,#include int i=1; void main() static int a; int b=-10; int c=0; void other(void); cout“-MAIN-n“; cout“i:“i“a:“a“b:“b“c:“cendl; c=c+8; other(); cout“-MAIN-n“; cout“i:“i“a:“a“b:“b“c:“cendl; i=i+10; other(); ,对象的生存期,5.2,void other(void) static int a=2; static int b; / a,b为静态局部变量，具有全局寿命，局部可见。 /只第一次进入函数时被初始化。 int c=10; / C为局部变量，具有动态生存期， /每次进入函数时都初始化。 a=a+2; i=i+32; c=c+5; cout“-OTHER-n“; cout“i:“i“a:“a“b:“b“ c: “cendl; b=a; ,运行结果： -MAIN- i: 1 a: 0 b: -10 c: 0 -OTHER- i: 33 a: 4 b: 0 c: 15 -MAIN- i: 33 a: 0 b: -10 c: 8 -OTHER- i: 75 a: 6 b: 4 c: 15,24,例5-3,#include class Clock /时钟类声明 public: /外部接口 Clock(); void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); /三个形参均具有函数原型作用域 void ShowTime(); Clock() private: /私有数据成员 int Hour,Minute,Second; ;,对象的生存期,5.2,/时钟类成员函数实现 Clock:Clock( ) /构造函数 Hour=0; Minute=0; Second=0; void Clock:SetTime(int NewH,int NewM,int NewS) Hour=NewH; Minute=NewM; Second=NewS; void Clock:ShowTime() coutHour“:“Minute“:“Secondendl; ,Clock globClock;/声明对象globClock， /具有静态生存期，文件作用域 void main() /主函数 cout“First time output:“endl; /引用具有文件作用域的对象： globClock.ShowTime(); /对象的成员函数具有类作用域 globClock.SetTime(8,30,30); Clock myClock(globClock); /声明具有块作用域的对象myClock cout“Second time output:“endl; myClock.ShowTime(); /引用具有块作用域的对象 ,程序的运行结果为： First time output: 0:0:0 Second time output: 8:30:30,28,5.3类的静态成员,同一类的不同对象拥有不同的数据成员及函数成员，这些数据和函数之间各自拥有自己的存储空间，互不干扰。 静态成员是解决同一个类的不同对象之间数据和函数共享问题的。 类中的静态成员分为：静态数据成员和静态函数成员。,29,5.3类的静态成员,静态数据成员,class Point public: Point(int xx=0, int yy=0) ; Point(Point ,用关键字static声明的数据成员称为静态的,30,5.3类的静态成员,静态数据成员,静态数据成员具有静态生存期。 静态数据成员属于类，也称为具有“类属性”的数据成员。 静态数据成员不属于任何对象。 静态数据成员的访问方式： 类名:标识符 或 对象名.标识符 在类中对静态数据成员进行声明。 在类外使用类名限定以对静态数据成员进行定义及初始化。 没有定义的静态数据成员不能使用。 静态数据成员通常应该通过非内联函数来访问。,31,5.3类的静态成员,#include using namespace std; class Point public: void GetC( ); private: static int countP; ; int Point:countP=12; void Point:GetC() cout“Object id=“countPendl; void main() Point p1; p1.GetC(); ,声明静态数据成员,对静态数据成员进行定义并初始化，此语句必须有，否则countP不能使用,32,5.3类的静态成员,#include using namespace std; class Point public: void GetC( ); static int countP; ; int Point:countP=12; void Point:GetC() cout“Object id=“countPendl; void main() Point p1; p1.GetC(); Point:countP+; coutPoint:countPendl; coutp1.countPendl; ,声明公有属性的静态数据成员,公有属性的数据成员既可以用类名访问，也可以用对象名访问,33,5.3类的静态成员,#include using namespace std; class Point public: Point(int xx=0, int yy=0) X=xx; Y=yy; countP+; Point(Point ,例5-4 具有静态数据成员的 Point类,34,5.3类的静态成员,Point:Point(Point ,35,5.3类的静态成员,Point:Point(Point ,36,5.3类的静态成员,Point:Point(Point ,Point B; B=A;,37,5.3类的静态成员,静态函数成员,38,5.3类的静态成员,#include using namespace std; class Point public: Point(int xx=0, int yy=0) X=xx; Y=yy; countP+; static void GetC() cout“ Object id=“countPendl; private: int X,Y; static int countP; ; int Point:countP=0; void main() Point A(4,5); A.GetC(); Point:GetC(); ,对静态函数成员的调用效果是一样的，通常调用静态函数成员采用后一种形式,例:,39,5.3类的静态成员,#include using namespace std; class Point public: static int GetX(); static int GetY(); static void GetC(); private: static int X,Y; static int countP; ; int Point:countP=0; int Point:X=12; int Point:Y=14;,例:,40,5.3类的静态成员,int Point:GetX() return X; int Point:GetY() return Y; void Point:GetC() cout“The value Xs is: “GetX()endl; cout“The value Ys is: “GetY()endl; void main() Point A; Point:GetC(); A.GetC(); ,静态函数成员直接访问该类的静态数据成员,静态函数成员直接访问该类的静态函数成员,41,5.3类的静态成员,静态函数成员,使用static修饰的函数成员称为静态函数成员。 静态函数成员是属于类的，由该类的所有对象共同拥有，为这些对象共享。 对于公有的静态函数成员可以通过类名或对象名进行调用。 类名:函数名(参数表) 或 对象名.函数名(参数表) 非静态函数成员只能通过对象名来调用。 静态函数成员可以直接访问该类的静态数据成员和静态函数成员。 静态函数成员不能直接访问类中的非静态成员，必须通过参数传递得到对象名，然后通过对象名来访问。,42,5.3类的静态成员,class A public: static void f(A a); private: int x; ; void A:f(A a) coutx; /对x的引用是错误的 couta.x; /正确 ,静态函数成员不能访问类中的非静态成员,P135 例5-5,43,练习：,按下列要求编程： （1）编写一个类，声明一个数据成员和一个整型静态数据成员。让构造函数初始化数据成员，并把静态数据成员加1。让析构函数把静态数据成员减1 （2）编写一个main函数，创建三个对象，然后显示他们的数据成员和静态数据成员，再析构每个对象，并显示他们对静态数据成员的影响。 （3）修改程序，让静态数据成员为私有的，让静态成员函数去访问静态成员函数。,44,友元,友元关系提供了不同类或对象的成员函数之间、类的成员函数与一般函数之间进行数据共享的机制。 友元函数是在类声明中由关键字friend修饰说明的非成员函数，在它的函数体中能够通过对象名访问 private 和 protected成员。 可以定义友元函数和友元类。 友元类的所有成员函数都自动成为友元函数。,5.4友 元,45,例5-6 使用友元函数计算两点距离,#include #include class Point /Point类声明 public: /外部接口 Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy; int GetX() return X; int GetY() return Y; private: /私有数据成员 int X,Y; ;,5.4友 元,friend float Distance(Point ,float Distance(Point ,5.4友 元,47,5.4友 元,注：,通过友元关系，一个普通函数或者类B的成员函数可以通过类A的对象访问封装于类A中的私有数据。,48,友元类,若类B为类A的友元，则类B的所有成员函数都能访问类A的私有成员。 声明语法：将友元类名在另一个类中使用friend修饰说明。,5.4友 元,49,友元类举例,class A public: void Display() coutxendl; friend class B; private: int x; ; class B public: void Set(int i); void Display(); private: A a; ;,5.4友 元,void B:Set(int i) a.x=i; void B:Display() a.Display(); void main() B b; b.Set(34); b.Display(); ,5.4友 元,51,友元关系说明,友元关系不能传递 友元关系是单向的 友元关系不能被继承,5.4友 元,52,#include using namespace std; class Car public: void setSize(int j) size=j; int getSize() return size; private: int size; ; class Boat public: void setSize(int j) size=j; int getSize() return size; private: int size; ;,重新编写以下程序，将函数leisure改为友元函数。,53,int leisure(int time,Car c,Boat b) return time*c.getSize()*b.getSize(); void main() Car c1; Boat b1; c1.setSize(2); b1.setSize(3); coutleisure(5,c1,b1)endl; ,54,#include using namespace std; class Boat; class Car public: void setSize(int j)size=j; friend int leisure(int time,Car c,Boat b); private: int size; ; class Boat public: void setSize(int j)size=j; friend int leisure(int time,Car c,Boat b); private: int size; ;,int leisure(int time,Car c,Boat b) return time*c.size*b.size; void main() Car c1; Boat b1; c1.setSize(2); b1.setSize(3); coutleisure(5,c1,b1)endl; ,改写后,55,#include using namespace std; class Animal public: friend void setValue(Animal ,将程序中的友元改成普通函数，并增加类访问私有数据的成员函数。,56,#include using namespace std; class Animal public: int getWeight(); int getAge(); void setWeight(int); void setAge(int); private: int itsWeight,itsAge; ; int Animal:getWeight() return itsWeight; int Animal:getAge() return itsAge;,改写后,57,void Animal:setWeight(int ta) itsWeight=ta; void Animal:setAge(int tn) itsAge=tn; void setValue(Animal ,58,常类型,5.5共享数据的保护,对于既需要共享、又需要防止改变的数据应该声明为常量。本节介绍常引用、常对象、对象的常成员。,59,常引用,如果在声明引用时，用const修饰，被声明的引用就是常引用。常引用所引用的对象不能被更新。常引用的声明形式： const 类型说明符,5.5共享数据的保护,60,#include void main() int i=3; int ,运行结果： i=5 r_i=5,5.5共享数据的保护,61,#include void main() int i=3; const int ,5.5共享数据的保护,将产生编译错误,62,#include using namespace std; void display( double ,运行结果： r=10.5 d=10.5,5.5共享数据的保护,63,例5-7常引用作形参,#include void display(const double ,5.5共享数据的保护,将产生编译错误,64,常对象,常对象的数据成员值在对象的整个生存期间内不能被改变。常对象必须进行初始化，而且不能被更新。常对象的声明形式： const 类名 对象名; 或 类名 const 对象名;,5.5共享数据的保护,65,常对象举例,class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; private: int x,y; ; A const a(3,4); A b(1,2); a=b;,5.5共享数据的保护,出错！因为a是常对象，不能被更新,66,常对象举例,5.5共享数据的保护,#include using namespace std; class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; void setX(int a)x=a; void setY(int b)y=b; int getX()return x; int getY()return y; private: int x,y; ;,67,常对象举例,5.5共享数据的保护,void main() A const a(3,4); a.setX(8); a.setY(9); couta.getX()endsa.getY()endl; ,编译出错！ 错误原因是：不能通过常对象调用普通的成员函数。,68,对象的常成员函数,常成员函数的声明形式： 类型说明符 函数名（参数表）const； 注： const是函数类型的一个组成部分，因此在函数定义部分也要带关键字const。 常成员函数不能更新对象的数据成员，也不能调用该类中非const的成员函数。 常成员函数可以使用非const的成员数据。 常对象只能调用常成员函数。 const可以用于对重载函数的区分。,5.5共享数据的保护,69,5.5共享数据的保护,#include using namespace std; class R public: R(int r1, int r2)R1=r1;R2=r2; void print( ); void output() const; private: int R1,R2; ; void R:print( ) R1+;R2+; coutR1“:*:“R2endl; output(); ,可以调用常成员函数,70,5.5共享数据的保护,void R:output() const coutR1“;#;“R2endl; void main() R a(5,4); a.output(); a.print(); ,运行结果： 5; # ;4 6: * :5 6; # ;5,R1+;R2+;,print();,上述常成员函数中，存在两个错误： 错误1：R1+;R2+; 常成员函数不能更新对象的数据成员。 错误2：print(); 常成员函数不能调用类中没有用const修饰的成员函数。,71,例5-8 常成员函数举例P141,#include class R public: R(int r1, int r2)R1=r1;R2=r2; void print(); void print() const; private: int R1,R2; ;,5.5共享数据的保护,void R:print() coutR1“:“R2endl; void R:print() const coutR1“;“R2endl; void main() R a(5,4); a.print(); /调用void print() const R b(20,52); b.print(); /调用void print() const ,5.5共享数据的保护,73,如果在一个类中说明了常成员数据，那么任何函数中都不能对该成员数据赋值。构造函数对该数据成员进行初始化，只能通过初始化列表。,5.5共享数据的保护,对象的常成员数据,74,例5-9 常数据成员举例,#include class A public: A(int i); void print(); private: const int a; const int,5.5共享数据的保护,const int A:b=10; A:A(int i):a(i),r(a) void A:print() couta“:“b“:“rendl; void main() A a1(100),a2(0); a1.print(); a2.print(); ,5.5共享数据的保护,静态常数据成员在类外初始化,常数据成员通过初始化列表获得初值,76,编译预处理命令,#include 包含指令 将一个源文件嵌