第2章 面向对象程序设计.ppt

第2章 面向对象程序设计 在面向对象程序（OOP）设计思想出现之前，程序采用面向过程的设计方法，程序由数据和函数组成，函数是程序的基本组成单元。面向过程方法灵活性强，逻辑简单，但函数名众多容易造成混乱，且函数和数据分开存放，联系不够紧密，在大型软件开发中采用面向过程方式效率低下、维护困难。 2.1 类和对象 类和对象是面向对象编程的核心，类和对象类似建筑图纸和大楼的关系，类是对象的一种抽象，对象是类的一个实例。在面向对象世界中，一切事物都可以用对象表示，对象间通过消息进行交流，无需了解对象的内部实现，只要知道各个对象提供的功能接口就能实现各种高级功能。 2.1.1 类和对象的关系 类是一种自定义数据类型，类似于C中的结构体（struct），不同之处在于类中包括数据和函数，而结构体只有数据。类是对象的形式上的抽象，不是一个实际存在的事物，它规定有哪些数据成员，哪些成员函数及具体功能，是对具体事物的一种描述。对象是类的实现（implement），对象根据类的描述信息生成一个真实的事物，占用实际内存，对象生成时要调用类的构造函数（construct）进行初始化（initialize），对象释放（Release）时要调用类的析构函数做必要的清理工作。 2.1.2 定义类 使用class关键字定义一个类，可在类中添加成员变量（member variable）和函数。一般在类里声明函数，在类外实现函数以体现类的封装性，也可以声明和实现都在类中完成，适用于简短且频繁调用的成员函数。通过类名调用函数使用作用域解析操作符::，如A::Calc(); ，通过对象名调用函数使用圆点操作符.，如a.Calc(); 。 2.1.3 构造函数 类不同于C++的基本数据类型，类的结构可能非常复杂，包括大量的成员变量和函数，仅仅简单的分配一块足够大小的内存给类对象是不够的，还需要对类中的成员变量进行集中初始化。C++提供构造函数来完成类对象的初始化操作，构造函数先根据类的大小分配一块足够的内存用于存放类对象，再根据构造函数传入的参数和具体实现完成类对象的初始化。 2.1.4 析构函数 类在释放自身之前可能需要做一些清理工作，如类在使用过程中动态分配了内存空间，在类释放之前需要手动释放这些内存。析构函数用于完成类释放之前的一些清理工作，由C++自动调用。 同构造函数，析构函数名为在类名前加~符号，如~Rect()，析构函数没有返回值也没有参数列表，每个类只有一个析构函数，若没有添加析构函数，C++提供默认的析构函数，但什么也不做。 2.1.5 内联函数 程序代码中经常要调用函数，从调用点进入到函数的内部，执行完毕后返回调用点，函数调用需要一定的开销。C语言为节省函数调用带来的开销，常使用宏（macro）的方式模拟函数，如求和运算定义宏 #define SUM(a,b) (a+b) ，编译时用宏替换代码，减少函数调用的开销。 2.1.6 static成员 static（静态）关键字在不同场合具有不同的意义，也是常混淆用途的一个关键字（keyword）。在C语言中，static有两层含义，若在函数外用static修饰全局变量和函数，表示具有文件作用域，只能在本文件中可用，不能在其他文件中使用。 2.1.7 const成员 const（constant常量）修饰符用于表示一个变量在初始化后不能再被修改，即只读（read only）。const变量在定义时必须同时进行初始化，常用在函数参数中，表示该参数在函数内部不会被修改。 在传递类对象时，若采用传值方式，将类对象的拷贝传入函数，在类对象复杂的时候效率很低，一般传递类对象的引用，但若使用引用方式，类对象的值可能会被函数修改，这时使用const修饰符可限定类对象的值为只读，如GetLength(const CString str)。 2.1.8 友元 类的私有成员一般情况下在类外不可访问，但有时候需要在类外访问，可使用friend关键字，在被访问类中声明为friend的类或函数可以访问其私有成员。 使用friend修饰的类、函数称为友元类、友元函数，友元不是类的成员，但能像类成员函数一样访问类的私有成员，当需要同时访问多个类的私有成员，适宜使用友元。 2.2 运算符重载 C++提供一些运算符用于完成基本的运算，如+可以计算两个整型或浮点类型数值的和，==可以判断两个值是否相等，但都只能用于预置的基本类型。若想用+得到两个字符串拼接后的新字符串，用==判断两个类是否包含相同的值，可使用C++提供的运算符重载功能，类似函数重载，运算符可看做函数名，运算符两边的变量可看做函数的参数，调用时根据运算符的参数数目和类型自动选择匹配的版本。 2.2.1 了解运算符重载 运算符重载在定义时使用operator