面向对象技术基础.pptVIP

第8章 面向对象技术基础 欢迎开启面向对象设计的大门，在第1章中已经简要介绍过面向对象设计的基本理念，本章将具体讲述类和对象的概念。在前面的章节中，程序是由一个个函数组成的，是结构化的编程方法。从本章开始，编写的程序是由对象组成的，将要学习用C++语言进行面向对象的程序设计，当然，面向对象设计也离不开函数等前面讲述的基础知识。 8.1 面向对象基本概念 “对象”（object）是个抽象的概念，现实世界中的任何事物都可以看成是对象，动物、植物、摩托车、汽车等等都是对象，对象之间有很大的差异，如人和汽车，但有的对象间有相似之处，比如摩托车和自行车，它们有共同的特征（有轮子），同样的功能（人的交通工具），也有不同的特征，如“轮子个数”，“车子重量”等等，基于此，可将“有轮子”，“可更换轮胎”、“能作为人的交通工具”抽象成一个类别（class），可称之为“车”类，摩托车和自行车是该类别的对象。 类的提取往往是从两个方面来考虑的，一是特征（C++常称为“属性”）、另一个是功能（C++中常称为“行为”），具备类中定义的“属性”和“行为”的对象都是该类的对象，因此，我们可以说，电动车也是“车”类的对象。 8.1.1 类的概念 类和对象的关系与 “结构”和“结构体变量”的关系相似。 C++用类来描述对象，类是对现实世界中相似事物的抽象，同是“双轮车”的摩托车和自行车，有共同点，也有许多不同点。“车”类是对摩托车、自行车、汽车等相同点和不同点的提取与抽象，如所示。 类的定义分为两个部分：数据（相当于属性）和对数据的操作（相当于行为）。从程序设计的观点来说，类就是数据类型，是用户定义的数据类型，对象可以看成某个类的实例（某个类的变量），类和对象的关系与前面介绍的“结构”和“结构体变量”的关系相似，但又有不同，在本章稍后类的定义一节中后具体说明这一问题。 8.1.2 类是分层的 每一大类中可分成若干小类，也就是说，类是分层的，如图8.2所示。可将所有的图形抽象成“图形”类，该类中共同的属性有很多，这里只取“颜色”这个属性，对所有图形而言，都可定义“显示”操作。同时，“图形”类可进一步分为“一维图形”类、“二维图形”类和其他类，根据形状的不同，“一维图形”类可进一步分为“直线”类和“折线”类，“二维图形”类又可分为“正方形”类和“圆”类。下层的类除了“继承”了上层类中定义的属性和行为外，还可增加新的属性和行为（如“圆”类相比“二维图形”类增加了“圆心”和“半径”属性，增加了“求面积”这一行为），甚至可以在下层类中重新定义上层类已定义的属性和行为（如“直线”类、“折线类”、“正方形”类和“圆”类中都重新定义了“图形”类中已定义的“显示”操作）。 8.1.3 类和对象的关系 对象需要从属性和行为两个方面进行描述，类是对象的封装。类的使用主要有以下几个步骤： 定义一个类，C++中，分别用数据成员和函数成员来表现对象的属性和行为。类的定义强调“信息隐藏”，将实现细节和不允许外部随意访问的部分屏蔽起来。因此，在类定义中，需要用public或private将类成员区分开（此外，还有protected型的数据成员，稍后会有详细介绍），外界不能访问程序的private成员，只能访问public数据成员，对象间的信息传送也只能通过public成员函数，保证了对象的数据安全。 类的实现，即进一步定义类的成员函数，使各个成员函数相互配合以实现接口对外提供的功能，类的定义和实现是由类设计者完成的。 通过该类声明一个属于该类的变量（即对象），并调用其接口（即public型的数据成员或函数成员），这是使用者的工作。 8.2 C++类的定义 先来看一下类是如何定义的，对一些通用的问题，前人已经定义好了很多的类，比如微软的MFC类库，程序员不必关心其内部细节，只要抱着“拿来主义”的态度就好，但对某些特殊问题来说，必须由自己提炼模型，进行类的定义。 8.2.1 类定义的基本形式 C++中使用关键字class定义一个类，其基本形式如下： class类名 { public: 公共成员函数 private: 私有成员函数 私有的数据成员定义}; 8.2.2 类定义示例 对一台计算机来说，它有如下特征： 属性：品牌、价格。 方法：输出计算机的属性。 实现了computer类的定义： 8.2.3 class和struct class的定义看上去很像struct定义的扩展，事实上，类定义时的关键字class完全可以替换成struct，也就是说，第5章中介绍的结构体变量也可以有成员函数。class和struct的唯一区别在于：struct的默认访问方式是public，而class为private。 提示：通常使用class来定义类，而把struct用于只表示数据对象、没