C第四章面向对象思想

1、C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想1 本章主要内容本章主要内容 l面向对象的思想面向对象的思想 lOOP的基本特点的基本特点 l类概念和声明类概念和声明 l对象对象 l构造函数构造函数 l析构函数析构函数 l内联成员函数内联成员函数 l拷贝构造函数拷贝构造函数 l类的组合类的组合 l结构体与联合体结构体与联合体 l深度探索深度探索 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想2 回顾：面向过程的设计方法回顾：面向过程的设计方法 l重点重点: : 如何实现的细节和过程，将数据与函数分开。 l形式：形式： 主模块+若干个子模块（main()+子函数）。 l特点：特点： 自

2、顶向下，逐步求精功能分解。 l缺点：缺点： 效率低，程序的可重用性差。 面向对象的思想 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想3 面向对象的方法面向对象的方法 l目的：目的： 实现软件设计的产业化。 l观点：观点： 自然界是由实体（对象）所组成。 l程序设计方法：程序设计方法： 使用面向对象的观点来描述模仿并处理 现实问题。 l要求：要求： 高度概括、分类、和抽象。 面向对象的思想 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想4 抽象抽象 抽象是对具体对象（问题）进行概括，抽象是对具体对象（问题）进行概括， 抽出这一类对象的公共性质并加以描述抽出这一类对象的公共性质并加以

3、描述 的过程。的过程。 先注意问题的本质及描述，其次是实现过 程或细节。 数据抽象：描述某类对象的属性或状态 （对象相互区别的物理量）。 代码抽象：描述某类对象的共有的行为特 征或具有的功能。 抽象的实现：通过类的声明。 OOP的基本特点 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想5 抽象实例抽象实例钟表钟表 l数据抽象：数据抽象： int hour,int minute,int second l代码抽象：代码抽象： setTime(),showTime() OOP的基本特点 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想6 抽象实例抽象实例钟表类钟表类 class Clock

4、 public: void setTime(int newH, int newM, int newS); void showTime(); private: int hour, minute, second; ; OOP的基本特点 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想7 抽象实例抽象实例人人 l数据抽象：数据抽象： string name,string gender,int age,int id l代码抽象：代码抽象： 生物属性角度： getCloth(), eat(), step(), 社会属性角度： work(), promote() , OOP的基本特点 C+语言程序设计

5、清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想8 封装封装 将抽象出的数据成员、代码成员相结将抽象出的数据成员、代码成员相结 合，将它们视为一个整体。合，将它们视为一个整体。 目的是曾强安全性和简化编程，使用者 不必了解具体的实现细节，而只需要通 过外部接口，以特定的访问权限，来使 用类的成员。 实现封装：类声明中的 OOP的基本特点 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想9 封装封装 l实例：实例： class Clock public:void setTime(int newH, int newM, int newS); void showTime(); private: int ho

6、ur, minute, second; ; 边界 特定的访问权限 OOP的基本特点 外部接口 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想10 继承与派生继承与派生 是是C+中支持层次分类的一种机制，中支持层次分类的一种机制， 允许程序员在保持原有类特性的基础上，允许程序员在保持原有类特性的基础上， 进行更具体的说明。进行更具体的说明。 实现：声明派生类实现：声明派生类见第见第7章章 OOP的基本特点 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想11 多态性多态性 l多态：同一名称，不同的功能实现方式。多态：同一名称，不同的功能实现方式。 l目的：达到行为标识统一，减少程序中标

7、目的：达到行为标识统一，减少程序中标 识符的个数。识符的个数。 l实现：重载函数和虚函数实现：重载函数和虚函数见第见第8章章 OOP的基本特点 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想12 c+中的类中的类 l类是具有相同属性和行为的一组对象类是具有相同属性和行为的一组对象 的集合，它为属于该类的全部对象提的集合，它为属于该类的全部对象提 供了统一的抽象描述，其内部包括属供了统一的抽象描述，其内部包括属 性和行为两个主要部分。性和行为两个主要部分。 l利用类可以实现数据的封装、隐藏、利用类可以实现数据的封装、隐藏、 继承与派生。继承与派生。 l利用类易于编写大型复杂程序，其模利用类

8、易于编写大型复杂程序，其模 块化程度比块化程度比C中采用函数更高。中采用函数更高。 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想13 类的声明形式类的声明形式 类是一种用户自定义类型，声明形式：类是一种用户自定义类型，声明形式： class 类名称 public: 公有成员（外部接口） private: 私有成员 protected: 保护型成员 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想14 公有类型成员公有类型成员 在关键字在关键字public后面声明，它们是类后面声明，它们是类 与外部的接口，任何外部函数都可以访与外部的接口，任何外部函数

9、都可以访 问公有类型数据和函数。问公有类型数据和函数。 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想15 私有类型成员私有类型成员 在关键字在关键字private后面声明，后面声明，只允许只允许 本类中的函数访问，而类外部的任何函本类中的函数访问，而类外部的任何函 数都不能访问。数都不能访问。 如果如果紧跟在类名称的后面声明私有成员，紧跟在类名称的后面声明私有成员， 则则关键字关键字privateprivate可以可以省略。省略。 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想16 保护类型保护类型 与与private类似，其差别表现在继承与类似，

10、其差别表现在继承与 派生时对派生类的影响不同，第七章讲。派生时对派生类的影响不同，第七章讲。 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想17 类的成员类的成员 class clock public: void setTime(int newH, int newM, int newS); void showTime(); private: int hour, hinute, second; ; 类 和 对 象 成员数据 成员函数 void Clock:setTime(int newH, int newM,void Clock:setTime(int newH, int

11、newM, int newS) int newS) hour = newH; hour = newH; minute = newM; minute = newM; second = newS; second = newS; void Clock:showTime() void Clock:showTime() cout hour : minute : cout hour : minute : second;second; 18 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想19 成员数据成员数据 l与一般的变量声明相同，但需要将它与一般的变量声明相同，但需要将它 放在类的声明体中。放在类

12、的声明体中。 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想20 成员函数成员函数 l在类中说明原型，可以在类外给出函在类中说明原型，可以在类外给出函 数体实现，并在函数名前使用类名加数体实现，并在函数名前使用类名加 以限定。也可以直接在类中给出函数以限定。也可以直接在类中给出函数 体，形成内联成员函数。体，形成内联成员函数。 l允许声明重载函数和带默认形参值的允许声明重载函数和带默认形参值的 函数函数 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想21 内联成员函数内联成员函数 l为了提高运行时的效率，对于较简单为了提高运行时的效率，对于较简单 的

13、函数可以声明为内联形式。的函数可以声明为内联形式。 l内联函数体中不要有复杂结构（如循内联函数体中不要有复杂结构（如循 环语句和环语句和switch语句）。语句）。 l在类中声明内联成员函数的方式：在类中声明内联成员函数的方式： 将函数体放在类的声明中。 使用inline关键字。 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想22 内联成员函数举例内联成员函数举例(一一) class Point class Point public: public: void init(int initX, int initY) void init(int initX, int init

14、Y) x = initX; x = initX; y = initY; y = initY; int getX() return x; int getX() return x; int getY() return y; int getY() return y; private: private: int x, y; int x, y; ; 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想23 内联成员函数举例内联成员函数举例(二二) class Point class Point public: public: void init(int initX, int initY)

15、; void init(int initX, int initY); int getX() int getX()； int getY()int getY()； private:private: int x, y; int x, y; ; 类 和 对 象 inline void Point:inline void Point: init(int initX,int initY) init(int initX,int initY) x = initX; x = initX; y = initY; y = initY; inline int Point:getX() inline int Point

16、:getX() return x; return x; inline int Point:GetY() inline int Point:GetY() return y; return y; 24 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想25 对象对象 l类的对象是该类的某一特定实体，即类的对象是该类的某一特定实体，即 类类型的变量。类类型的变量。 l声明形式：声明形式： 类名类名 对象名；对象名； l例：例： Clock myClock;Clock myClock; 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想26 类中成员的访问方式类中成员的访问方式 l

17、类中成员互访类中成员互访 直接使用成员名 l类外访问类外访问 使用“对象名.成员名”方式访问 public 属性的成员 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想27 例例4-1类的应用举例类的应用举例 #include#include using namespace std;using namespace std; class Clock class Clock ./ ./类的声明略类的声明略 /./.类的实现略类的实现略 int main() int main() Clock myClock;Clock myClock; myClock.setTime(8, 30

18、, 30);myClock.setTime(8, 30, 30); myClock.showTime();myClock.showTime(); return 0;return 0; 类 和 对 象 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想28 构造函数构造函数 l构造函数的作用是在对象被创建时使构造函数的作用是在对象被创建时使 用特定的值构造对象，或者说将对象用特定的值构造对象，或者说将对象 初始化为一个特定的状态。初始化为一个特定的状态。 l在对象创建时由系统自动调用。在对象创建时由系统自动调用。 l如果程序中未声明，则系统自动产生如果程序中未声明，则系统自动产生 出一个隐含的

19、参数列表为空的构造函出一个隐含的参数列表为空的构造函 数数 l允许为内联函数、重载函数、带默认允许为内联函数、重载函数、带默认 形参值的函数形参值的函数 构造函数和析构函数 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想29 构造函数举例构造函数举例 class Clock class Clock public:public: Clock(int newH,int newM,int newS);/Clock(int newH,int newM,int newS);/构造函数构造函数 void setTime(int newH, int newM, int newS);void setTi

20、me(int newH, int newM, int newS); void showTime();void showTime(); private:private: int hour, minute, second;int hour, minute, second; ; 构造函数和析构函数 构造函数的实现：构造函数的实现： Clock:Clock(int newH, int newM, int newS) Clock:Clock(int newH, int newM, int newS) hour = newH;hour = newH; minute = newM;minute = newM

21、; second = newS;second = newS; 建立对象时构造函数的作用：建立对象时构造函数的作用： int main() int main() Clock c(0,0,0); Clock c(0,0,0); /隐含调用构造函数，将初始值作为实参。隐含调用构造函数，将初始值作为实参。 c.showTime();c.showTime(); return 0;return 0; 30 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想31 拷贝构造函数拷贝构造函数 拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，其形参为本拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，其形参为本 类的对象引用。类的对象引用。

22、 class 类名 public : 类名（形参）；/构造函数 类名（类名 y = yy; Point(Point int getX() return x; int getY() return y; private: int x, y; ; 构造函数和析构函数 Point:Point (Point x = p.x; y = p.y; y = p.y; cout Calling the copy constructor cout Calling the copy constructor endl; endl; 33 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想34 拷贝构造函数拷贝构造函

23、数(例例4-2) l当用类的一个对象去初始化该类的另一当用类的一个对象去初始化该类的另一 个对象时系统自动调用拷贝构造函数实个对象时系统自动调用拷贝构造函数实 现拷贝赋值。现拷贝赋值。 int main() int main() Point a(1,2); Point a(1,2); Point b = a; / Point b = a; /拷贝构造函数被调用拷贝构造函数被调用 cout b.getX() endl; cout b.getX() endl; 构造函数和析构函数 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想35 拷贝构造函数拷贝构造函数(例例4-2) l若函数的形参为类对

24、象，调用函数时，若函数的形参为类对象，调用函数时， 实参赋值给形参，系统自动调用拷贝实参赋值给形参，系统自动调用拷贝 构造函数。例如：构造函数。例如： void fun1(Point p) void fun1(Point p) cout p.getX() endl; cout p.getX() endl; int main() int main() Point a(1, 2); Point a(1, 2); fun1(a); / fun1(a); /调用拷贝构造函数调用拷贝构造函数 return 0; return 0; 构造函数和析构函数 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想

25、36 拷贝构造函数拷贝构造函数(例例4-2) l当函数的返回值是类对象时，系统自动调当函数的返回值是类对象时，系统自动调 用拷贝构造函数。例如：用拷贝构造函数。例如： Point fun2() Point fun2() Point a(1, 2); Point a(1, 2); return a; / return a; /调用拷贝构造函数调用拷贝构造函数 int main() int main() Point b; Point b; b = fun2(); b = fun2(); return 0; return 0; 构造函数和析构函数 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想

26、37 隐含的拷贝构造函数隐含的拷贝构造函数 如果程序员没有为类声明拷贝初始如果程序员没有为类声明拷贝初始 化构造函数，则编译器自己生成一个隐化构造函数，则编译器自己生成一个隐 含的拷贝构造函数。含的拷贝构造函数。 这个构造函数执行的功能是：用作这个构造函数执行的功能是：用作 为初始值的对象的每个数据成员的值，为初始值的对象的每个数据成员的值， 初始化将要建立的对象的对应数据成员。初始化将要建立的对象的对应数据成员。 构造函数和析构函数 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想38 析构函数析构函数 l完成对象被删除前的一些清理工作。完成对象被删除前的一些清理工作。 l在对象的生存期

27、结束的时刻系统自动在对象的生存期结束的时刻系统自动 调用它，然后再释放此对象所属的空调用它，然后再释放此对象所属的空 间。间。 l如果程序中未声明析构函数，编译器如果程序中未声明析构函数，编译器 将自动产生一个隐含的析构函数。将自动产生一个隐含的析构函数。 构造函数和析构函数 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想39 构造函数和析构函数举例构造函数和析构函数举例 #include #include using namespace std;using namespace std; class Point class Point public:public: Point(int x

28、x,int yy); Point(int xx,int yy); Point(); Point(); /. /.其他函数原型其他函数原型 private:private: int x, y; int x, y; ; 构造函数和析构函数 Point:Point(int xx,int yy) Point:Point(int xx,int yy) x = xx; x = xx; y = yy; y = yy; Point:Point() Point:Point() /./.其他函数的实现略其他函数的实现略 40 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想41 类的应用举例类的应用举例(例例

29、4-3) 一圆形游泳池如图所示，现在需在其周围一圆形游泳池如图所示，现在需在其周围 建一圆形过道，并在其四周围上栅栏。栅栏价格建一圆形过道，并在其四周围上栅栏。栅栏价格 为为35元元/米，过道造价为米，过道造价为20元元/平方米。过道宽度平方米。过道宽度 为为3米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算 并输出过道和栅栏的造价。并输出过道和栅栏的造价。 游泳池 过道 #include #include using namespace std;using namespace std; const float PI = 3.141593;const float P

30、I = 3.141593;/给出给出p p的值的值 const float FENCE_PRICE = 35;const float FENCE_PRICE = 35; /栅栏的单价栅栏的单价 const float CONCRETE_PRICE = 20;/const float CONCRETE_PRICE = 20;/过道水泥单价过道水泥单价 class Circle class Circle /声明定义类声明定义类Circle Circle 及其数据和方法及其数据和方法 public:public:/外部接口外部接口 Circle(float r);Circle(float r);/构

31、造函数构造函数 float circumference();float circumference(); /计算圆的周长计算圆的周长 float area();float area();/计算圆的面积计算圆的面积 private:private:/私有数据成员私有数据成员 float radius;float radius;/圆半径圆半径 ; 42 /类的实现类的实现 /构造函数初始化数据成员构造函数初始化数据成员radiusradius Circle:Circle(float r) Circle:Circle(float r) radius = r;radius = r; /计算圆的周长计算

32、圆的周长 float Circle:circumference() float Circle:circumference() return 2 return 2 * * PI PI * * radius; radius; /计算圆的面积计算圆的面积 float Circle:area() float Circle:area() return PI return PI * * radius radius * * radius; radius; 43 int main () int main () float radius;float radius; cout Enter the radius o

33、f the pool: ;cout radius;cin radius; Circle pool(radius);Circle pool(radius);/游泳池边界游泳池边界 Circle poolRim(radius + 3);Circle poolRim(radius + 3);/栅栏栅栏 /计算栅栏造价并输出计算栅栏造价并输出 float fenceCost = poolRim.circumference() float fenceCost = poolRim.circumference() * * FENCE_PRICE;FENCE_PRICE; cout Fencing Cost

34、is $ fenceCost cout Fencing Cost is $ fenceCost endl;endl; 44 /计算过道造价并输出计算过道造价并输出 float concreteCost = (poolRim.area() - pool.area() float concreteCost = (poolRim.area() - pool.area() * * CONCRETE_PRICE;CONCRETE_PRICE; cout Concrete Cost is $ concreteCost endl;cout Concrete Cost is $ concreteCost en

35、dl; return 0;return 0; 运行结果运行结果 Enter the radius of the pool: 10Enter the radius of the pool: 10 Fencing Cost is $2858.85Fencing Cost is $2858.85 Concrete Cost is $4335.4Concrete Cost is $4335.4 45 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想46 组合的概念组合的概念 l类中的成员数据是另一个类的对象。类中的成员数据是另一个类的对象。 l可以在已有抽象的基础上实现更复杂可以在已有抽象的基础上

36、实现更复杂 的抽象。的抽象。 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想47 举例举例 class Point private: float x, y; /点的坐标 public: Point(float h, float v); /构造函数 float getX(); /取X坐标 float getY(); /取Y坐标 void draw(); /在(x,y)处画点 ; /.函数的实现略 类 的 组 合 class Line class Line private:private: Point p1, p2; / Point p1, p2; /线段的两个端点线段的两个

37、端点 public:public: Line(Point a, Point b); / Line(Point a, Point b); /构造函数构造函数 void draw(void); /void draw(void); /画出线段画出线段 ; /./.函数的实现略函数的实现略 48 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想49 类组合的构造函数设计类组合的构造函数设计 l原则：不仅要负责对本类中的基本类型成原则：不仅要负责对本类中的基本类型成 员数据赋初值，也要对对象成员初始化。员数据赋初值，也要对对象成员初始化。 l声明形式：声明形式： 类名:类名(对象成员所需的形参，本类

38、成员形参) :对象1(参数)，对象2(参数)，. 本类初始化 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想50 类组合的构造函数调用类组合的构造函数调用 l构造函数调用顺序：先调用内嵌对象的构造函数调用顺序：先调用内嵌对象的 构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声 明者先构造）。然后调用本类的构造函明者先构造）。然后调用本类的构造函 数。（析构函数的调用顺序相反）数。（析构函数的调用顺序相反） l初始化列表中未出现的内嵌对象，用默初始化列表中未出现的内嵌对象，用默 认构造函数（即无形参的）初始化认构造函数（即无形参的）初始化 l系统自动生成

39、的隐含的默认构造函数中，系统自动生成的隐含的默认构造函数中， 内嵌对象全部用默认构造函数初始化内嵌对象全部用默认构造函数初始化 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想51 类的组合举例（二）类的组合举例（二） class Part /class Part /部件类部件类 public:public: Part(); Part(); Part(int i); Part(int i); Part(); Part(); void Print(); void Print(); private:private: int val; int val; ; 类 的 组 合 cla

40、ss Whole class Whole public:public: Whole(); Whole(); Whole(int i, int j, int k); Whole(int i, int j, int k); Whole(); Whole(); void Print(); void Print(); private:private: Part one; Part one; Part two; Part two; int date; int date; ; 52 Whole:Whole() Whole:Whole() date=0; date=0; Whole:Whole(int i,

41、 int j, int k)Whole:Whole(int i, int j, int k) : two(i), one(j), date(k) : two(i), one(j), date(k) /./.其他函数的实现略其他函数的实现略 53 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想54 前向引用声明前向引用声明 l类应该先声明，后使用类应该先声明，后使用 l如果需要在某个类的声明之前，引用如果需要在某个类的声明之前，引用 该类，则应进行前向引用声明。该类，则应进行前向引用声明。 l前向引用声明只为程序引入一个标识前向引用声明只为程序引入一个标识 符，但具体声明在其他地方。符，但

42、具体声明在其他地方。 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想55 前向引用声明举例前向引用声明举例 class B; /class B; /前向引用声明前向引用声明 class A class A public:public: void f(B b); void f(B b); ; class B class B public:public: void g(A a); void g(A a); ; 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想56 前向引用声明注意事项前向引用声明注意事项 l使用前向引用声明虽然可以解决一些问题，但它使用前向

43、引用声明虽然可以解决一些问题，但它 并不是万能的。需要注意的是，尽管使用了前向并不是万能的。需要注意的是，尽管使用了前向 引用声明，但是在提供一个完整的类声明之前，引用声明，但是在提供一个完整的类声明之前， 不能声明该类的对象，也不能在内联成员函数中不能声明该类的对象，也不能在内联成员函数中 使用该类的对象。请看下面的程序段：使用该类的对象。请看下面的程序段： class Fred; /前向引用声明 class Barney Fred x; /错误：类Fred的声明尚不完善 ; class Fred Barney y; ; 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想5

44、7 前向引用声明注意事项前向引用声明注意事项 class Fred;class Fred;/前向引用声明前向引用声明 class Barney class Barney public:public: void method() void method() x.yabbaDabbaDo(); x.yabbaDabbaDo();/错误：错误：FredFred类的对象在定义之前被使用类的对象在定义之前被使用 private: private: Fred / Fred /正确，经过前向引用声明，可以声明正确，经过前向引用声明，可以声明FredFred类的对象引用类的对象引用 ; class Fred

45、class Fred public:public: void yabbaDabbaDo(); void yabbaDabbaDo(); private:private: Barney Barney ; ; 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想58 前向引用声明注意事项前向引用声明注意事项 l应该记住：当你使用前向引用声明时，应该记住：当你使用前向引用声明时， 你只能使用被声明的符号，而不能涉你只能使用被声明的符号，而不能涉 及类的任何细节。及类的任何细节。 类 的 组 合 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想59 UML简介简介 lUMLUML语

46、言是一种可视化的的面向对象建模语语言是一种可视化的的面向对象建模语 言。言。 lUMLUML有三个基本的部分有三个基本的部分 事物（Things） UML中重要的组成部分，在模型中属于最静态的 部分，代表概念上的或物理上的元素 关系（Relationships） 关系把事物紧密联系在一起 图（Diagrams） 图是很多有相互相关的事物的组 UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想60 UML中有中有4种类型的事物种类型的事物 l结构事物（结构事物（Structural thingsStructural things） l动作事物（动作事物（Behavioral t

47、hingsBehavioral things） l分组事物（分组事物（Grouping thingsGrouping things） l注释事物（注释事物（Annotational thingsAnnotational things） UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想61 UML中的关系中的关系 l依赖（依赖（DependenciesDependencies） l关联（关联（AssociationAssociation） l泛化（泛化（GeneralizationGeneralization） l实现（实现（RealizationRealization） U

48、ML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想62 UML中的中的9种图种图 l类图（类图（Class diagramClass diagram） l对象图（对象图（Object diagramObject diagram） l用例图（用例图（Use case diagramUse case diagram） l顺序图（顺序图（Sequence diagramSequence diagram） l协作图（协作图（Collaboration diagramCollaboration diagram） l状态图（状态图（Statechart diagramStatechart

49、diagram） l活动图（活动图（Activity diagramActivity diagram） l组件图（组件图（Component diagramComponent diagram） l实施图（实施图（Deployment diagramDeployment diagram） UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想63 类图类图 l举例：举例：ClockClock类的完整表示类的完整表示 lClockClock类的简洁表示类的简洁表示 Clock - hour : int - minute : int - second : int + showTime(

50、) : void + setTime(newH:int=0,newM:int=0,newS:int=0):void Clock UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想64 对象图对象图 myClock : Clock - hour : int - minute : int - second : int myClock : Clock UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想65 类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识 l依赖关系依赖关系 图中的“类A”是源，“类B”是目标，表示 “类A”使用了“类B”，或称“类A”依赖 “类B”

51、类 A类 B UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想66 类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识 l作用关系作用关系关联关联 图中的“重数A”决定了类B的每个对象 与类A的多少个对象发生作用，同样“重 数B”决定了类A的每个对象与类B的多少 个对象发生作用。 类 A 重数A 类 B 重数B UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想67 类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识 l包含关系包含关系聚集和组合聚集和组合 类 A 类 B 重数A 重数B 类 A 类 B 重数A 重数B 聚集表示类之间的关系是整体与部分的关系， “包含

52、”、“组成”、“分为部分”等都是 聚集关系。 UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想68 类与对象关系的图形标识类与对象关系的图形标识 l继承关系继承关系泛化泛化 父类 A父类 B 子类 1子类 2 UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想69 注释注释 l在在UML图形上，注释表示为带有褶角图形上，注释表示为带有褶角 的矩形，然后用虚线连接到的矩形，然后用虚线连接到UML的其的其 他元素上，它是一种用于在图中附加他元素上，它是一种用于在图中附加 文字注释的机制。文字注释的机制。 注释文字 UML图形标识 C+语言程序设计清华大学 郑莉

53、 C第四章面向对象思想70 结构体结构体 l结构体是一种特殊形态的类结构体是一种特殊形态的类 与类的唯一区别：类的缺省访问权限是 private，结构体的缺省访问权限是public 结构体存在的主要原因：与C语言保持兼容 l什么时候用结构体而不用类什么时候用结构体而不用类 定义主要用来保存数据、而没有什么操作的 类型 人们习惯将结构体的数据成员设为公有，因 此这时用结构体更方便 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想71 结构体的定义和初始化结构体的定义和初始化 l结构体定义结构体定义 struct 结构体名称 公有成员 protected: 保护型成员 priv

54、ate: 私有成员 ; l一些结构体变量的初始化可以用以下形式一些结构体变量的初始化可以用以下形式 类型名 变量名 = 成员数据1初值, 成员数据2初 值, ; 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想72 结构体举例结构体举例(例例4-7) #include #include #include #include #include #include using namespace std;using namespace std; struct Student struct Student /学生信息结构体学生信息结构体 int num;int num;/学号学号 s

55、tring name;string name;/姓名，字符串对象，将在第姓名，字符串对象，将在第6 6章章 详细介绍详细介绍 char sex;char sex;/性别性别 int age;int age;/年龄年龄 ; 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想73 结构体举例结构体举例(例例4-7) int main() int main() Student stu = 97001, Lin Lin, F, 19 ;Student stu = 97001, Lin Lin, F, 19 ; cout Num: stu.num endl;cout Num: stu.

56、num endl; cout Name: endl;cout Name: endl; cout Sex: stu.sex endl;cout Sex: stu.sex endl; cout Age: stu.age endl;cout Age: stu.age endl; return 0;return 0; 运行结果：运行结果： Num: 97001Num: 97001 Name: Lin LinName: Lin Lin Sex: FSex: F Age: 19Age: 19 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想74 联合

57、体联合体 l声明形式声明形式 union 联合体名称 公有成员 protected: 保护型成员 private: 私有成员 ; l特点：特点： 成员共用相同的内存单元 任何两个成员不会同时有效 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想75 联合体的内存分配联合体的内存分配 union Mark /表示成绩的联合体 char grade;/等级制的成绩 bool pass;/只记是否通过课程的成绩 int percent; /百分制的成绩 ; Markgradepercentpass 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想76 无名联合

58、无名联合 l无名联合没有标记名，只是声明一个成员无名联合没有标记名，只是声明一个成员 项的集合，这些成员项具有相同的内存地项的集合，这些成员项具有相同的内存地 址，可以由成员项的名字直接访问。址，可以由成员项的名字直接访问。 l例：例： union int i; float f; 在程序中可以这样使用： i = 10; f = 2.2; 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想77 联合体举例联合体举例(例例4-8) #include #include #include #include using namespace std;using namespace std

59、; class ExamInfo class ExamInfo private:private: string name;string name;/课程名称课程名称 enum GRADE, PASS, PERCENTAGE mode;/enum GRADE, PASS, PERCENTAGE mode;/采用何种计分采用何种计分 方式方式 union union char grade;char grade;/等级制的成绩等级制的成绩 bool pass;bool pass;/只记是否通过课程的成绩只记是否通过课程的成绩 int percent;int percent;/百分制的成绩百分制的成绩

60、 ; 结构体与联合体 C+语言程序设计清华大学 郑莉 C第四章面向对象思想78 联合体举例联合体举例(例例4-8) public:public: /三种构造函数，分别用等级、是否通过和百分初始化三种构造函数，分别用等级、是否通过和百分初始化 ExamInfo(string name, char grade)ExamInfo(string name, char grade) : name(name), mode(GRADE), grade(grade) : name(name), mode(GRADE), grade(grade) ExamInfo(string name, bool pass)