面向对象程学设计部分课件-类

面向对象程学设计部分课件-类目录类与对象基本概念封装、继承与多态访问修饰符与访问控制构造函数与析构函数静态成员与实例成员方法重载与运算符重载类与对象基本概念01类的作用类提供了一种抽象和封装的方式，使得开发者可以更加高效、灵活地组织和管理代码。通过类，我们可以定义数据的结构、属性和方法，实现代码的复用和模块化。类的定义类是面向对象编程的基本单位，它定义了一类事物的共同属性和方法。类可以被视为一个模板或蓝图，用于创建具有相似特征和行为的对象。类的定义及作用对象实例化是指根据类的定义创建具体对象的过程。在实例化过程中，系统会为对象分配内存空间，并初始化对象的属性。首先，通过调用类的构造函数来创建一个新的对象实例；然后，系统为新对象分配内存空间，并将类的属性复制到新对象中；最后，可以通过对象来访问和操作其属性和方法。对象实例化实例化过程详解对象的实例化过程属性属性是类定义的一部分，用于描述类的特征或状态。属性可以是变量或常量，用于存储数据或表示类的状态。方法方法是类定义中的函数，用于实现类的行为或操作。方法可以接受参数并返回结果，通过调用对象的方法来执行相应的操作。属性和方法的访问控制在类中，可以通过访问修饰符来控制属性和方法的访问权限，如public、private、protected等。这些修饰符可以限制外部对类内部属性和方法的访问，确保数据的安全性和封装性。属性与方法概述封装、继承与多态0201数据隐藏类的内部数据（成员变量）应该被隐藏起来，外部无法直接访问，只能通过类提供的方法进行间接访问和操作。02方法封装将相关的操作封装在类中，以方法的形式提供，外部调用时只需关心方法的功能和参数，无需了解具体实现细节。03访问控制通过访问修饰符（如private、protected、public等）来控制类成员的访问权限，确保数据的安全性和完整性。封装实现细节隐藏子类继承父类01子类可以继承父类的属性和方法，无需重新编写相同的代码，实现了代码的重用。02方法重写子类可以重写父类的方法，实现自己的业务逻辑，同时保留父类方法的名称和参数列表，方便调用和维护。03多层继承子类可以继承自另一个子类，形成多层继承关系，进一步提高了代码的复用性。继承实现代码重用方法重载01在同一个类中，可以定义多个名称相同但参数列表不同的方法，实现不同的功能。调用时根据传入的参数类型和数量自动匹配相应的方法。方法重写与多态02子类重写父类方法后，通过父类引用指向子类对象，可以调用子类重写后的方法，实现多态。这使得在运行时可以根据对象的实际类型来执行相应的方法。接口统一03通过定义接口或抽象类来规定一组方法的名称、参数列表和返回类型，实现接口的统一。不同的类可以实现同一个接口或继承自同一个抽象类，从而具有相同的接口形式，方便使用和替换。多态实现接口统一访问修饰符与访问控制03仅在类的内部可访问，用于隐藏类的内部实现细节。private在类内部及子类中可访问，用于实现类间的继承关系。protected在任何地方都可访问，用于提供类的公共接口。public在同一个程序集中可访问，用于限制类的可见性范围。internal（C#特有）访问修饰符种类及使用场景封装原则隐藏内部实现细节，只暴露必要的公共接口。最小权限原则只给予必要的访问权限，以减少错误和增强安全性。继承原则通过protected修饰符实现子类对父类成员的访问控制。访问控制原则及实践案例一设计一个银行账户类，应确保账户余额只能通过类的内部方法进行修改，以防止外部代码随意更改账户状态。因此，应将余额字段设置为private，并提供public方法来获取和修改余额。案例二设计一个图形类库，其中包含一个基类Shape和两个派生类Circle和Rectangle。基类Shape中定义了一个protected方法CalculateArea()，用于计算面积。由于该方法需要在派生类中重写以实现特定形状的面积计算，因此应将其设置为protected，以确保只有派生类可以访问该方法。同时，为了提供公共接口供客户端代码调用，可以在每个派生类中定义一个public方法GetArea()，该方法调用protected方法CalculateArea()并返回计算结果。案例分析：合理设置访问权限构造函数与析构函数04构造函数是一种特殊的成员函数，它与类同名，没有返回类型，用于初始化对象的状态。构造函数在创建对象时自动调用，用于初始化对象的成员变量，为对象分配内存空间，并设置对象的初始状态。构造函数定义构造函数作用构造函数定义及作用析构函数定义析构函数也是一种特殊的成员函数，它在类名前加上一个波浪符（~），没有返回类型，也没有参数。析构函数用于在对象销毁前执行一些清理工作。析构函数作用析构函数在对象销毁时自动调用，用于释放对象所占用的资源，如动态分配的内存、打开的文件句柄等，以防止内存泄漏和资源泄露。析构函数定义及作用构造函数调用时机构造函数在创建对象时自动调用。当使用new运算符创建对象时，构造函数会被调用；当定义类类型的变量时，构造函数也会被调用。析构函数调用时机析构函数在对象销毁时自动调用。当使用delete运算符释放对象时，析构函数会被调用；当程序结束时，所有未被释放的对象都会自动调用其析构函数。此外，当对象作为局部变量离开其作用域时，析构函数也会被调用。构造函数与析构函数调用时机静态成员与实例成员05静态成员是属于类本身的成员，而不是属于类的实例（对象）的成员。静态成员包括静态字段、静态方法、静态属性和静态构造函数。静态成员通过类名直接访问，无需创建类的实例。静态成员在内存中只有一个副本，无论创建多少个类的实例，都共享同一个静态成员。静态成员定义及特点实例成员是属于类的实例（对象）的成员，每个实例都有自己独立的实例成员。实例成员包括实例字段、实例方法、实例属性和实例构造函数。实例成员需要通过类的实例来访问，即需要先创建类的实例。每个实例都有自己的实例成员副本，互不影响。实例成员定义及特点访问方式静态成员通过类名访问，实例成员通过类的实例访问。内存占用静态成员在内存中只有一个副本，而实例成员每个实例都有自己的副本。生命周期静态成员在程序运行期间一直存在，而实例成员随着实例的创建而创建，随着实例的销毁而销毁。共享性静态成员被所有实例共享，而实例成员只属于特定的实例。静态成员与实例成员比较方法重载与运算符重载06概念方法重载（Overloading）是指在同一类中，可以定义多个名称相同但参数列表（参数类型、数量、顺序）不同的方法。1.改变参数类型通过改变方法的参数类型来实现重载。2.改变参数个数通过改变方法接收的参数个数来实现重载。3.改变参数顺序通过改变方法参数的顺序来实现重载。方法重载概念及实现方式0102概念运算符重载（OperatorOverloading）是对已有的运算符赋予多重含义，使同一个运算符作用于不同类型的数据时导致不同的行为。1.一元运算符重载如正负号、自增自减等，通过定义特定的成员函数实现。2.二元运算符重载如加减乘除、比较运算符等，通过定义成员函数或非成员函数实现。3.赋值运算符重载如赋值、复合赋值等，通过定义特定的成员函数实现。4.类型转换运算符重载通过定义类型转换函数实现不同类型间的转换。030405运算符重载概念及实现方式1.定义复数类包括实部和虚部两个成员变量。3.重载减法运算符定义成员函数`operator-`，接收另一个复数对象作为参数，返回两个复数的差。5.重载除法运算符定义成员函数`operator/`，接收另一个复数对象作为参数，返回两个复数的商。注意处理除数为零的情况。案例描述假设有一个自定义的复数类`Comple