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Object-OrientedProgramming in C+第一章 C+的初步知识,中国科大学继续教育学院 李艺,第一章 C+的初步知识第二章 类和对象第三章 再论类和对象第四章 运算符重载第五章 继承与派生第六章 多态性与虚函数第七章 输入输出流第八章 C+工具,参考教材,选用教材 C+面向对象程序设计 谭浩强参考教材 C+语言基础教程 吕凤翥编著参考教材 C+程序设计教程 钱能主编英文教材 Programming in C+（SE）高等教育出版社,学时分配,总学时：60讲课：40学时上机：20学时课外上机：每周不少于4学时,1.1C+程序结构的特点,一个示范程序 程序的组成部分 程序的书写格式,一个C+的示范程序,/*This is a simple Cpp program*/#include /文件包含void main( ) /主函数头 /主函数体 double x,y; /变量说明 cout xy ; /输入数据 double z=x+y; /定义并赋值 cout x+y= zendl ; /输出数据,任何变量都必须先说明后使用,执行结果为： Enter two float number: 3 4 x+y=7,C语言中，用#define 定义常量：#define PI 3.14159#define R a+b 它只是在预编译时进行字符置换，将标识符置换成表达式或数字。预编译后，标识符PI，R不再存在。PI，R不是变量，没有类型，不占用存储单元，很容易出错：int a=1;b=2;#define PI 3.14159#define R a+bcoutradius; if (radius0) coutarea(radius )radius; if (radius0) coutarea(radius )”是左移运算符，在C+中，有作为输出算符；而“*”是乘法算符，也是指针符号。这种一个标识符有多种含义用途的现象，旧叫“重载”(overloading)。如果标识符为运算符，就叫“运算符重载”；如果标识符为函数名，就叫“函数重载”。什么时候用到重载？用于相类似而又不同的操作。例如，求多个数值的最大数，不同类型的参数，C语言要编写不同的函数：int max1(int a, int b, int c); / 3个整形数值求最大值float max2(float a, float b); / 2个实形数值求最大值long max3(long a, long b, long c); / 3个长整形数值求最大值,而C+的做法是重载：将这三个函数名取相同的名字，程序运行时，系统会根据实际参数的不同，调用相近参数的函数：,#include int max(int a, int b, int c) if (ba) a=b; if (ca) a=c; return a; float max(float a, float b) if (ba) a=b; return a;long max(long a, long b, long c) if (ba) a=b; if (ca) a=c; return a; ,void main( ) int a, b, c, d; float x, y, z; long m, n, p, q; cinabc; cinxy; cinmnp; d = max (a, b, c); cout “int_d = “dendl; z = max (x,y); cout “float_z = “zendl; q = max (m, n, p); cout “long_q = “qa) a=b; / 将函数类型、参数类型 int 换成 T 就行。 if (ca) a=c; / 即用虚拟的类型名T代替实际的类型 return a; void main( ) int i = 8, j = 3, k = 4, h; long m = 1, n = 2, p = 3, q; h = max ( i, j, k); q = max ( m, n, p); cout “int_h = “hendl; cout “long_q = “qendl;,类型参数可以有多个：template ,由此程序可以看到，函数模板比函数重载更方便，但模板只适用于函数的参数个数相同而类型不同，且函数体相同的情况。不满足这种情况时，就只能使用函数重载。,1.6 有默认参数的函数,背景：一般情况下，函数调用时，形参从实参那里取得值。因此要求实参的个数和类型应该与形参相同。但是，有时候，多次调用同一函数时用的是同一实参数，或者调用时还不好确定实参数。C+提供一个简单的解决办法，即给参数一默认值。这样当不提供实参数时，形参就用默认参数作为参数值。示例：有一函数声明为：float area ( float r=6.5 );调用area 函数时，如果不提供实际参数给r，r 就以默认数值 6.5 作为参数顶用area:area ( ); / 相当于 area (6.5 );注意：1) 当有多个参数时，如果只有部分参数有默认值，则指定了默认值的参数必须放在参数表的最右边，否则出错。因为实参与形参的结合是从左至右顺序进行的，第一个实参必须给第一个形参，第二个实参必须给第二个形参。,1.6 有默认参数的函数,声明：void area (float x1, int x2 = 1, char x3 = a);调用：area ( 1.2, 3, b); / 形参值全部由实参得到 area (1.2, 3); / 最后一个参数取自默认值 area (1.2 ); / 最后两个参数取自默认值 area ( ); / 出错，第一个形参没有实参，也没有默 认值2) 一个函数不能既作为重载函数，又作为默认参数函数。因为当调用函数时如果少写一实际个参数，系统无法判断是利用重载函数还是利用默认参数函数。,1.7 变量的引用(reference),什么叫引用？变量的引用就是变量的别名。建立引用的作用，是为一个变量另取一个名字，以便在需要的时候间接地引用该别名。如何使用引用？假如有一个变量a , 想给它另取一个别名b ，可以这样写:int a ;int / 声明b 是一个整形变量的引用变量，并且被初始化为a此处 & 不代表取地址，只是“引用声明符”。对一个变量声明一个引用，并不另外开辟内存空间。b和a 代表同一个变量单元。引用不是独立的变量，编译系统不给它分配存储单元。因此建立引用只有声明，没有定义，只是声明和某一个变量的关系。,1.7 变量的引用(reference),声明了一个变量的引用后，在本函数执行期间，该引用一直与代表的变量相联系，不能再作为另一个变量的别名。请看如下示例：int a, b ;int / 错误， 没有指定 x 代表哪个变量,示例：#include using namespace std;void main( ) int a = 10; int 运行结果：b = 100,1.7 变量的引用(reference),将引用作为函数参数：C+之所以增加“引用”，主要是利用它作为函数参数，以弥补函数传递参数的不方便的遗憾。也降低了编程难度。将变量名作为实参：这时传给形参的是变量的值，传递是单向的，函数运行时，形参发生变化，并不回传给实参。因为形参和实参不是同一个存储单元。请看下面示例：,1.7 变量的引用(reference),#include void swap ( int a, int b ) int temp; temp = a; a = b; b = temp;,void main( ) int i=3, j=5; swap ( i, j ); couti“,”jendl;运行结果，i, j 仍然是3，5。没有发生交换。,传递变量的指针：这时传给形参的是变量的地址，形参得到一个变量的地址，即形参指针变量指向实参变量单元。函数中形参发生改变，实际上是改变实参。这种方法实际上仍然是值传递：想指针变量传递地址值。然后通过指针变量访问有关变量。“间接地”回传了改变的变量。请看下面示例：,1.7 变量的引用(reference),#include void swap ( int *p1, int *p2 ) int temp; temp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = temp;,void main( ) int i=3, j=5; swap ( 运行结果，i, j 是5，3。变量值发生交换。,传递变量的别名：将变量的引用作为函数形参，弥补了上面两种方法的不足。请看下面示例：注意：swap函数形参&a,&b是指定整形变量的引用作为形参，但引用谁还没定。而main函数中，用一，i, j的名调用swap，就是将i, j的名字传给引用，这样a就成立i的别名，b就成立j 的别名。,1.7 变量的引用(reference),#include void swap ( int ,void main( ) int i=3, j=5; swap ( i, j ); couti“,”jendl;运行结果，i, j 是5，3。变量值发生交换。,如何理解引用？我们从物理实现上来理解，引用是一个隐性指针，即引用值是引自所指向的实体。这就是引用的真意。高级编程（面向应用）多用引用，低级编程（面向机器）多用指针。对引用的说明：不能建立void类型的引用。因为任何实际存在的变量都属于非void类型。 void / t 是指向整形变量的指针变量的引用，初始化为p.,1.7 变量的引用(reference),可以将引用的地址赋给指针。此时，指针指向原来变量：int a = 3;int /合法,1.7 变量的引用(reference),引入原因:目的是为了解决程序中函数调用的效率问题。函数调用时需要建立栈内存环境，进行参数传递，并产生程序执行转移，则都要有时间和空间的代价。而有时一些函数代码很短（行），却有高使用频率，造成处理现场的开销巨增。这时若将函数体嵌入函数调用处，则可避免每次调用函数的开销，大大提高效率。,1.8 内联函数(inline function),1.8 内联函数(inline function),在声明一个函数时，加上限定词inline，该函数就成为内联函数。编译时，系统将调用此函数的地方用函数的原代码替换。即以空间代价换取时间。例如：#include inline int power(int x ) / 定义一个内联函数 return x*x; void main( ) cout power ( 2 ) endl; / 编译系统展开为x=2;x*x; cout power ( 1+2 ) endl; / 编译系统展开为x=1+2;x*x;运行结果：49,内联函数还有限制：函数内不能含有循环结构或switch结构；不能含有任何静态数据及数组声明。不能是递归函数。,1.8 内联函数(inline function),标识符只能在说明它或定义它的范围内是可见的，而在该范围之外是不可见的。大多数标识符的说明与定义是一致的，只有少数例外。如：函数等。范围有大有小。最大为整个程序，最小为块，中间有文件和函数。每一个变量都有自己的有效范围。我们只能在变量的作用域内使用该变量。不能直接使用其它作用域中的变量。如果要使用其它作用域中的同名变量，必须使用“作用域运算符”，即“:”。,1.9 作用域运算符,请看示例：#include float a=1.5;void main( ) int a = 5; cout a endl; / 输出作用域为main 函数的局部变量a 的值 cout :a endl; / 输出作用域为全局的 全局变量a 的值运行结果：5 1.5 注意：不能用作用域运算符“:”访问函数中的局部变量。,1.9 作用域运算符,局部变量和全局变量,1、局部变量是指作用域在函数级和块级的变量。2、全局变量是指作用域在程序级和文件级的变量。,#includeint i(5); /外部全局变量extern void func( ) cout iendl; void main() int i=3; / 内部局部变量 func( ); cout i c1;cout =，s1s2s3; if ( s2s3) temp =s2; s2 = s3