面向对象编程技术第五章.ppt

第五章C 程序的结构 程序 软件中存在大量的实体对象如何解决由此产生数据访问控制问题 如作用域 对象的生命周期 数据共享等等 提出问题 本章主要内容 作用域与可见性对象的生存期数据与函数 静态成员友元共享数据的保护 编译预处理命令多文件结构和工程 数据访问 数据共享 程序组织 数据访问 作用域 作用域与可见性的含义 作用域 指标示符在源文件中的有效作用范围可见性 指标识符是否可以引用的问题 作用域分类 函数原型作用域块作用域 搞清块的含义 块是由 界定的相对独立一段程序空间类作用域 文件作用域 联系与区别 数据访问 可见性 可见性是从对标识符的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 如果标识在某处可见 则就可以在该处引用此标识符 数据访问 可见性 注意 标识符应声明在先 引用在后 在同一作用域中 不能声明同名的标识符 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 强龙不压地头蛇原则 includeinti 文件作用域intmain i 5 inti 块作用域i 7 cout i i endl 输出7 cout i i 输出5return0 例5 1 返回 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 doubleArea doubleradius doubleArea double radius的作用域仅在于此 不能用于程序正文其它地方 因而可有可无 doublearea doubler return3 14 r r 返回 与声明部分的名称可以不同 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 voidfun inta intb a cin b if b 0 staticintc c的作用域 b的作用域 什么是块 简言之 返回 注意 块内定义的静态变量 具有 文件作用域 类作用域 类作用域作用于特定的成员名 类及其对象有特殊的访问和作用域规则 设类X X的对象x 成员M X的函数成员f 如f没有新定义同名标识符M 则在f可以访问M可以这样访问 X M 大写x x M 小写x ptr M ptr为指向对象x的指针 下页例子 类作用域 classA public intb Staticvoidprt Cout test Cout b b endl 可以这样访问 Aa a b 5 a prt A prt 如果staticprt 则正确 可以的 Aa a prt A b 12 返回 文件作用域 在main 之外 且不在前三者作用域范围内的数据具有文件作用域 inti j voidmain 请看下页 准确理解作用域整体视图P123 块作用域 类作用域 文件作用域 问题 1 这种包含关系什么时候成立 2 类作用域一定包含块作用域吗 例 返回 main classpart cla public inta voidprt part clapc 出错 此时类的作用域不包含块作用域 返回 数据访问 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 P124 静态生存期动态生存期 返回 静态生存期 定义 生存期与程序的运行期相同 称为静态生存期 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 用关键字static声明的对象 两种静态生存期 示例 includeinti 5 文件作用域voidout voidmain cout i i endl out out voidout staticct ct cout ct ct endl 注意 i ct具有静态生存期 例 返回 动态生存期 定义 块作用域中声明的对象是动态生存期的对象 习惯称局部生存期对象 开始于程序执行到声明点时 结束于命名该标识符的作用域结束处 示例 什么是作用域 includevoidfun voidmain fun fun voidfun staticinta 1 inti 5 a i cout i i a a endl 运行结果 i 6 a 2i 6 a 3i是动态生存期a是静态生存期 例 注意 静态生存期与程序的生成期相同 一经创建 便贯穿始终 静态生存期有局部和全局两种定义方式动态生存期指临时创建 临时使用 动态内存分配变量的生存期与可见性的讨论可见一定生存 但生存未必可见 返回 联系作用域 数据访问 数据与函数 数据存储在局部对象中 通过参数传递实现共享 函数间的参数传递 数据存储在全局对象中 将数据和使用数据的函数封装在类中 数据 代码结合方式 三种基本方式 voidfunc1 intx inty y x 1 intxvoidmain classA public intx private 2 返回 3 数据访问 静态成员 为了解决同类中不同对象的间的数据 函数 代码 共享问题 静态成员的提出 包括 静态数据成员静态函数成员 如何定义 数据访问 静态成员 静态数据成员用关键字static声明同类的所有对象维护该成员的同一个拷贝必须在类外定义和初始化 用 域运算符来指明所属的类 静态函数成员 数据访问 静态成员 静态函数成员用关键字static声明类外代码可以使用类名和域操作符来调用静态成员函数 静态成员函数只能引用属于该类的静态数据成员或静态成员函数 访问非静态数据成员 必须通过本类的对象来实现 为什么 下页例子 例子 classa public staticintx staticprt cout x x inta x 0 对静态成员初始化 main aa1 a x 12 a prt a1 x 15 a1 prt 通过类访问静态成员 通过对象访问静态成员 注意 静态数据成员要在文件作用域中使用类名做限制性初始化 静态数据成员的访问方式 类名 静态数据成员或对象名 静态数据成员 与书上的叙述相悖 静态函数成员的访问方式 类名 静态数据成员或对象名 静态函数数成员 注意 静态函数成员的访问对象 静态数据成员 静态函数成员不能访问非静态数据成员静态成员函数可以直接通过类名 函数名的方式访问静态数据成员 对非静态数据成员只能通过对象名来访问 参考教材P132 你明白吗 看实例 下页例子 ClassA Public Staticvoidf Aa Private intx VoidA f Aa cout x 错误cout a x 正确 返回 原因是 静态函数成员可以通过类名访问 而此时非静态数据成员没有存储空间 补充 关于静态成员的访问属性 静态成员一般设成public访问属性 否则不能以对象方式或者类名 静态成员名的方式访问设成public静态成员访问属性后 可以用对象名和类名 方式访问 例子 classA public staticvoidshow cout inclassA endl staticintstkk 可以用对象名访问活着类名 成员名形式访问protected staticintstkk 类外 不予许对象名访问或者类名 成员名形式访问private staticintstkk 不予许对象名访问或者类名 成员名形式访问 intA stkk 9 voidmain Aa a stkk 99 cout a stkk endl cout A stkk endl a show A show 数据共享 友元 设计思想 友元 包括友元函数和友元类 是类和对象向其它类与对象开放本类 对象的的私有 保护成员的有效途径 B A的友元 类AfriendB Privateorprotect 数据共享 友元函数 ClassA public friend函数B声明 定义格式 函数B定义 例 简单友元函数 classA public A inti x i friendvoidacc A voidacc A 例5 6使用友元函数计算两点距离 P135 classPoint Point类声明 public 外部接口Point intxx 0 intyy 0 X xx Y yy intGetX returnX intGetY returnY friendfloatfDist Pointa Point doublefDist Point 注 友元函数可以是普通函数 也可以是其它类的成员函数友元函数一般定义在类public部分 也可以定义在private部分友元函数降低了类的封装性 不利于代码复用 数据共享 友元类 若一个类为另一个类的友元 则此类的所有成员都能访问对方类的私有成员 类内 声明语法 将友元类名在另一个类中使用friend修饰说明 ClasA friendclassB Public friendclassC Private 友元类举例 classA friendclassB public voidDisplay cout x endl private intx classB public voidSet inti voidDisplay private Aa voidB Set inti a x i voidB Display a Display 但是 如 Bb b a x 123 Error a cannotaccessprivatememberdeclaredinclass B 为什么 注 若一个类为另一个类的友元 则此类的所有成员函数都能访问对方类的私有成员友元关系不具有传递性 不具有对称性 友元关系是非等价关系 数据共享 友元分析 友元是C 提供的一种破坏数据封装和数据隐藏的机制 通过将一个模块声明为另一个模块的友元 一个模块能够引用到另一个模块中被隐藏的信息 可以使用友元函数和友元类 为了确保数据的完整性 及数据封装与隐藏的原则 建议尽量不使用或少使用友元 课堂练习 1 定义一个date类 通过设计一个友元函数 求两日期之间的相差的天数 下页例程 include iostream h classdate friendintdis of day dated1 dated2 public date intyear intmouth intday this year year this mouth mouth this day day voidout coutyear mouth day endl private intyear intmouth intday longdis of day dated1 dated2 longcalc calc d1 year d2 year 365 d1 mouth d2 mouth 30 d1 day d2 day returncalc voidmain dated1 1934 23 12 d2 1934 20 11 d1 out d2 out cout dis of day d1 d2 endl 返回 共享数据的保护 常类型 采用如下的共享数据保护措施 常类型的提出 各种形式的数据共享破坏了数据的隐秘性 数据的封装 如何保护被共享的数据 1 常引用 被引用的对象不能被更新 2 常对象 必须进行初始化 通过构造函数 不能被更新 3 常类成员 1 常数据成员通过构造函数初始化 2 常函数成员 问 什么是更新 1 常引用 voiddisplay constdouble 出错 不予许更新 例 格式 const类型说明符 引用名 2 常对象举例 classA public intx y voidprt cout x x y y endl Aconsta a是常对象 不能被更新main cout a x endl 输出默认值a x 3 错误 不许更新只能通过类的构造函数初始化 格式 类名const对象名 例 3 1常成员函数 includeclassR public R intr1 intr2 R1 r1 R2 r2 voidprint voidprint const 构成重载private intR1 R2 格式 成员函数const常成员函数不更新对象的数据成员 常对象只能调用它的常成员函数 voidR print cout R1 R2 endl voidR print const cout R1 R2 endl R1 11l error voidmain Ra 5 4 a print 调用voidprint constRb 20 52 b print 调用voidprint const 3 2常数据成员 classA public A inti voidprint constint 格式 const数据成员 常数据成员只能通过类的构造函数置初值 constintA b 10 静态成员赋值A A inti a i r a 构造函数赋值voidA print cout a b r endl voidmain 建立对象a和b 并以100和0作为初值 分别调用构造函数 通过构造函数的初始化列表给对象的常数据成员赋初值 Aa1 100 a2 0 a1 print a2 print 100 10 1000 10 0 输出结果 注意 1 常引用的所指的 对象 不能被更新2 常对象的数据成员不允许被更新 通过常对象只能调用它的常成员函数 常成员函数不更新对象的数据成员 3 常成员函数说明格式中的const是函数类型的一个组成部分 在声明 定义实现部分都要带上 const关键字可以形成函数重载 4 常数据成员只能通过类的构造函数置初值 5 const位置问题 除了常函数成员外 const的位置是灵活的 对比类静态成员 const的位置 常引用 const 类型说明符 const 引用名常对象 const 类名 const 对象名常数据成员 const 类型说明符 const 成员名常函数成员类型说明符函数名 const 返回 特殊 且是重载的依据 编译预处理 本节介绍与预处理相关的操作 主要包括预处理指令和预处理操作符 预处理用来扩充C 程序设计环境 所有的预处理指令由 打头 预处理指令 include define undef 条件编译指令 if等预处理操作符 defined 编译预处理命令 include包含指令将一个源文件嵌入到当前源文件中该点处 include按标准方式搜索 文件位于C 系统目录的include子目录下 include 文件名 首先在当前目录中搜索 若没有 再按标准方式搜索 define宏定义指令定