C语言面向对象的程序设计.ppt

第九章 面向对象的程序设计 * 研究式学习—C程序设计（第九章） 本章主要内容 类和对象 定义类 创建和引用对象 类和对象的继承与派生 多态性 面向对象的程序设计方法 面向对象的思维 人们认识事物往往是从个别到一般进行归纳，再从一般到个别认知新事物。 现实生活中的任何事物都可以看作对象。人们总是把一个事物当作一个整体来对待，通过了解它的特性，把握它的操作方法或解决方法来掌握该事物。 通过对一些具体事物的把握来归纳出这些事物的共同特性和解决问题的方法，由此归纳出事物的共性，再通过分类、类比来认知更多的事物。 类和对象 类是对象的抽象，是描述对象的模板；对象是类的具体实例，是一个个可操作的具体单元。若把建筑设计图纸看作“类”，则用该图纸设计的每一栋房子就是一个个具体的对象。 类与对象的关系跟结构体类型与结构体变量的关系十分相似。可以把“类”当作一种自定义的数据类型，把“对象”当作由该类定义的“变量”。 对象具有属性（变量）和方法（函数），因此类中需要对其属性和方法函数进行定义。 定义类 class 类名 { private: 私有的数据和成员函数原型； protected: 受保护的数据和成员函数原型； public: 公有的数据和成员函数原型； } 私有的（private）成员只能被本类中的成员和友元类成员访问；受保护的（protected）成员只能被本类及派生类成员访问；公用的（public）成员可以被类的作用域范围中的所有成员函数及非成员函数访问。在一个类体中可以按任意顺序多次使用访问限定符，默认的访问限定符是private。 创建对象 创建对象： class 类名 对象名； 类名 *对象名； 类名 对象数组名[元素个数]； 创建了对象之后，编译系统会根据类的成员数据的类型为该对象分配存储空间。每个对象占用的存储空间是该对象的成员数据占用的存储空间的总和，因为同类的各个对象的成员函数代码是相同的，不同的仅仅是各个对象的成员数据，编译系统会根据类的定义将成员函数的代码放置在一段公用的存储空间中，各个对象都可以使用系统为它准备的“this”指针来访问它的成员函数。类仅仅是对象的模板，只说明该类对象的组成及可实现的操作，并不占用存储空间。 引用对象 与结构体变量的引用形式相同，引用对象成员的方法为： 对象名.成员名； 对象名.成员函数（实参表）； 对象名-成员名； 对象数组名[下标表达式]. 成员名； 一般，对象的数据成员都为私有的或受保护的，它只能在访问限制范围中引用。同一对象的成员函数引用它的私有成员，可以直接用成员名访问。对于定义为public的数据成员，同样可以被非成员函数引用。 例9.2 继承与派生 类和对象的继承性是指新建的类可以从现有的类派生出来，使新类不用重复定义就具有现有类的特性。一个类可以继承另一个类的属性和行为，被继承的类称为基类（Base class）或父类，继承的类称为派生类（Derived class）或子类。派生类可以修改和增加新的属性和行为，使之适应具体的需要。继承很好地解决了软件的可重用性问题，微软的基础类MFC就是通过类的继承来体现类代码的可重用性和可扩展性的。 单一继承 单一继承指派生类由一个基类派生而来。比如在设计一个绘图软件时，根据几何特性可知，点是最基本的几何元素，由点构成线，由线围成面。可以先定义一个关于“点”的类，来描述点的坐标值和设置、获取坐标值的方法，其他几何元素中用到“点”，就可以由点的类派生出来，可以避免重复定义有关点的坐标和坐标值设置、获取的方法。 不论是公有派生还是私有派生，派生类的成员函数都可访问基类的公有成员和保护成员，但不可访问基类的私有成员。 例9.4 多重继承 多重继承指从多个基类派生出新的类，它继承了多个基类的成员。 例9.5 circle类由基类Bpoint和Bcircle派生出来，因此，circle类创建的对象继承了Bpoint类和Bcircle类的所有成员。并且，派生类中的成员函数可以引用基类中的公有成员以及受保护的成员，但不能引用基类的私有成员。 友元函数和友元类 私有成员只有本类的成员函数可以访问，即便是该类的派生类的成员函数也不能访问。如果在本类以外的其他地方定义的函数（非成员函数或其他类的成员函数）要访问本类的私有成员，可以在本类的类体中用friend将这个函数声明为该类的友元。这个函数就称为该类的友元函数。 友元函数提供了一种访问对象的私有成员的方法，要注意友元函数的形式参数以及在类中声明友元的形式。 例9.6 多态性 面向对象的封装性、继承性、多态性是面向对象编程的三大基本支柱