面向对象程序设计.ppt

课件制作人：宋坤,第3章面向对象程序设计,【学习目标】,l理解对象和类的概念l定义并实例化类对象l理解类的继承l掌握类的静态数据成员和静态方法l掌握运算符重载技术补充：虚函数,课件制作人：宋坤,【学习导航】,课件制作人：宋坤,【知识框架】,课件制作人：宋坤,【参考书籍】1.C/C+程序设计教程龚沛曾，杨志强高等教育出版社2.C+程序设计谭浩强清华大学出版社,课件制作人：宋坤,本章目录,3.1类和对象3.2类的继承3.3类的高级方法3.4类模板3.5异常处理3.6课后练习,课件制作人：宋坤,3.1类和对象,深入理解类和对象类的定义类的实例化对象类成员的访问类成员的访问权限构造函数析构函数this指针,课件制作人：宋坤,深入理解类和对象,世界中的各种事物，如花、鸟、鱼、虫，都有自己的特征。花具有美丽的色彩，鸟具有一对翅膀这些事物也都有自己的行为，花能够生长，鸟能够鸣叫，鱼能够游动在面向对象程序设计中，将事物的特征和行为组织在一起，便形成了类。在类中，事物的特征被描述为数据成员，行为被描述为方法。类的本质：一种自定义的数据结构,课件制作人：宋坤,回顾结构体,一个描述“狗”的结构体structDogunsignedintm_Age;unsignedintm_Weight;,课件制作人：宋坤,类的定义,类是结构体的扩展，除了成员变量，还可以有成员函数。一个描述“狗”的类：classCDog/数据成员unsignedintm_Age;unsignedintm_Weight;/方法voidyelp();,课件制作人：宋坤,引例,classCDogpublic:/成员变量unsignedintm_Weight;unsignedintm_Age;/成员函数voidyelp()printf(汪汪！n);,voidmain(intargc,char*argv)CDogmydog;mydog.m_Age=2;mydog.m_Weight=4;printf(Age=%dn,mydog.m_Age);printf(Weight=%dn,mydog.m_Weight);mydog.yelp();,课件制作人：宋坤,类的实例化对象,对象是类的实例化。在声明一个类时，并没有为其分配内存空间，只有在实例化一个对象时，才为对象分配空间。声明一个对象和声明一个整型变量类似。下面声明了一个整型变量i和一个CDog类对象i;CDogmydog;/声明一个对象,课件制作人：宋坤,类成员的访问,在定义一个类的对象之后，就可以通过对象访问类的成员了。在对象之后使用“.”运算符访问类成员。下面的代码演示了如何设置mydog的a_Age成员变量，如何调用mydog的yelp方法。mydog.m_Age=2;mydog.yelp();,课件制作人：宋坤,类成员的访问权限,类成员有三种访问权限（安全级别）1.public（公有）类内可访问，对象可访问一般可让用户随意使用的成员可设置成public2.private（私有）类内可访问，对象不可访问不希望用户随意操作（例如怕造成不良后果）的成员可设置成tected（保护）（下节详解）,课件制作人：宋坤,类成员的访问权限,classCDog/私有成员unsignedintm_Age;protected:/保护成员unsignedintm_Weight;intmain(intargc,char*argv)CDogmydog;mydog.m_Age=2;/错误,不能访问私有成员mydog.m_Weight=10;/错误,不能访问保护成员return0;,课件制作人：宋坤,构造函数,在建立一个对象时，常常需要对对象进行初始化，为了进行初始化工作，C+提供了一个特殊的成员函数构造函数（constructor）。构造函数是一个与类名相同的方法，可以根据需要设置参数，但不具有返回值.在开发程序时，用户可以自己定义一个默认的构造函数，只要构造函数没有任何参数就可以了。下面的代码定义了一个CDog类，在该类中定义一个默认的构造函数，用于初始化成员变量。,课件制作人：宋坤,构造函数例子,classCDogpublic:unsignedintm_Weight;unsignedintm_Age;CDog();/默认构造函数;CDog:CDog()m_Age=1;m_Weight=2;printf(constructinstancen);intmain(intargc,char*argv)CDogmydog;/调用默认的构造函数printf(%d,mydog.m_Age);return0;,课件制作人：宋坤,构造函数,编译器除了提供默认的构造函数外，还提供了默认的复制构造函数。在一个函数中，按值传递一个对象或是将对象作为函数的返回值，均会调用类的复制构造函数。所有的复制构造函数均只有一个参数，即该类的对象的引用。因为复制构造函数的目的是生成一个对象的拷贝，所以参数是类的对象的常量引用，即在复制构造函数中不允许修改参数。下面的代码声明了一个CDog类的复制构造函数。CDog(constCDog,课件制作人：宋坤,析构函数例子,classCDogCDog();CDog:CDog()printf(destructorfunctionwasinvokedn);Main(),课件制作人：宋坤,3.2类的继承,单一继承多重继承虚继承,课件制作人：宋坤,单一继承,面向对象的最大特点是实现了继承。开发人员能够根据已有类派生一个新类，新类继承了父类所有公有和受保护的数据成员和方法。类的继承是指派生类可以全部或者部分的继承基类的特征，同时加入所需要的新特征和功能。简单来说，派生类可以有选择的继承基类的某些数据成员和方法，同时定义一些新的数据成员和方法。新的类继承了原有类的特性，被称为原有类的派生类或子类，原有类被称为新类的基类或父类。而单继承就是以一个基类派生新类。在派生一个新类时，使用class关键字，其后是类名称、冒号、访问限定符（public、private、protected）、基类名称。,课件制作人：宋坤,单一继承,classCAnimalprotected:char*m_Name;/名称char*m_Color;/颜色public:char*GetName();char*GetColor();voidSetName(char*name);voidSetColor(char*color);voidMove();CAnimal();CAnimal();char*CAnimal:GetName()returnm_Name;char*CAnimal:GetColor()returnm_Color;voidCAnimal:SetName(char*name)strcpy(m_Name,name);,课件制作人：宋坤,单一继承,voidCAnimal:SetColor(char*color)strcpy(m_Color,color);CAnimal:CAnimal()m_Name=newchar5;m_Color=newchar5;CAnimal:CAnimal()deletem_Name;deletem_Color;voidCAnimal:Move()printf(Animalismovingn);现在，定义一个CDog类，该类继承于CAnimal类。这样，CDog类就拥有了CAnimal类的所有非私有的数据成员和方法。,课件制作人：宋坤,单一继承,classCDog:publicCAnimalprotected:char*m_Kind;public:char*GetKind();voidSetKind(char*kind);voidyelp();CDog();CDog();voidCDog:yelp()printf(Dogcanyelp);CDog:CDog()m_Kind=newchar10;char*CDog:GetKind()returnm_Kind;voidCDog:SetKind(char*kind)strcpy(m_Kind,kind);CDog:CDog()deletem_Kind;,课件制作人：宋坤,单一继承,下面的代码演示了CDog类调用基类的Move方法。intmain(intargc,char*argv)CDogdog;dog.SetColor(白色);dog.SetName(狗);dog.Move();/调用基类的方法dog.yelp();/调用自身的方法return0;/运行结果：AnimalismovingDogcanyelp,课件制作人：宋坤,protected访问权限,类成员有三种访问权限（安全级别）1.public（公有）本类内可访问，子类内可访问，对象可访问2.private（私有）本类内可访问，子类内不可访问，对象不可访问3.protected（保护）本类内可访问，子类内可访问，对象不可访问例1：改写Animal-Dog例例2：Home,课件制作人：宋坤,3.3类的高级方法,继承是一种编程技术，可以从现有类中构造一个新类，通过新类来实现面向对象的程序设计。本节将从浅入深地介绍类的继承。,内联方法静态数据成员和静态方法友元类和友元函数const方法运算符重载,课件制作人：宋坤,内联方法,在C+中，你可以编写像内联函数一样的内联方法，只需要在方法返回值前添加inline关键字。classCManpublic:voidrun();inlinevoidCMan:run()printf(mancanrunn);也可以将方法的定义放在类的声明中，此时该方法自动成为内联方法。classCManpublic:voidrun()printf(mancanrunn);/inline方法;方法run自动成为内联方法。,课件制作人：宋坤,静态数据成员和静态方法,在C+中可以定义静态成员数据，所谓静态成员数据是指其数据属于类的，通过类名就可以访问成员数据。在声明类成员数据时，只要在类型前添加static关键字，该成员数据就变为静态成员数据。下面的代码定义了一个CMan类，在该类中定义了一个整型静态成员变量。classCManpublic:staticintdata;如前所述，静态数据成员不仅可以由对象访问，也可以由类访问。,课件制作人：宋坤,下面的代码演示了如何通过类名设置和访问静态成员数据。classCManpublic:staticintdata;intCMan:data=1;/初始化静态成员intmain(intargc,char*argv)CMan:data=10;printf(%d,CMan:data);return0;/运行结果：10,课件制作人：宋坤,静态数据成员和静态方法,静态成员数据被多个对象所共有，无论定义多少个对象，内存中的静态成员只有一个。因此，当一个对象修改了静态成员数据，另一个对象在访问静态成员数据时，也会发生变化。classCManpublic:staticintdata;intCMan:data=1;intmain(intargc,char*argv)CManman1,man2;man1.data=5;printf(%d,man2.data);printf(n);man2.data=10;printf(%d,man1.data);printf(n);return0;,课件制作人：宋坤,静态数据成员和静态方法,静态方法与静态成员数据一样，可以由类直接调用。声明静态方法与声明普通方法相似，只是在方法返回值类型前添加static关键字。下面的代码定义了一个CMan类，在该类中定义了一个静态成员变量和一个静态成员方法。classCManpublic:staticintdata;staticintgetdata();/静态方法;intCMan:getdata()returndata;intCMan:data=1;intmain(intargc,char*argv)CManman1;man1.data=5;printf(%d,CMan:getdata();/由类名直接调用静态方法printf(n);return0;,课件制作人：宋坤,类的多态性,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。,函数重载（已有知识）运算符重载基于虚函数的多态性,课件制作人：宋坤,运算符重载,C+提供了运算符重载的功能，在可以在类中重载某个运算符，这样就可以运算符作用与类对象。运算符重载的格式为：返回值类型operator运算符参数列表。例如：intoperator+();重载+运算符实现自加操作例子p82,课件制作人：宋坤,运算符重载,CManCMan:operator+(CMan,课件制作人：宋坤,补充：虚函数,虚函数说明方式虚函数是动态联编的基础，它是一种非static的成员函数实现动态联编的条件,virtual类型说明符函数名(参数表),基类中有说明的虚函数调用虚函数操作的只能是对象指针或对象引用，否则仍为静态联编,课件制作人：宋坤,#includeiostream.hclassAnimalpublic:voidcharacter()cout动物特征:不同.n;virtualvoidfood()cout动物食物:不同.n;classGiraffe:publicAnimalpublic:voidcharacter()cout长颈鹿特征:长颈.n;virtualvoidfood()coutfood();voidmain()Giraffeg;f(/实参为派生类对象的地址,观察运行结果,例虚函数示