常量数据成员.ppt

第10章 创建功能更强的类型 从面向过程到面向对象 类的定义 对象的使用 对象的构造与析构 常量对象与const成员函数 常量数据成员 静态数据成员与静态成员函数 友元 从面向过程到面向对象 抽象的过程 面向对象的程序设计的特点 库和类 抽象的过程 计算机的工作是建立在抽象的基础上。 机器语言和汇编语言是对机器硬件的抽象 高级语言是对汇编语言和机器语言的抽象 现有抽象的问题： 要求程序员按计算机的结构去思考，而不是按要解决的问题的结构去思考。 当程序员要解决一个问题时，必须要在机器模型和实际要解决的问题模型之间建立联系。 而计算机的结构本质上还是为了支持计算，当要解决一些非计算问题时，这个联系的建立是很困难的 面向对象的程序设计 为程序员提供了创建工具的功能 解决一个问题时 程序员首先考虑的是需要哪些工具 创建这些工具 用这些工具解决问题 工具就是所谓的对象 现有的高级语言提供的工具都是数值计算的工具 过程化vs面向对象 过程化的设计方法：从功能和过程着手 输入圆的半径或直径 利用S=πr2和C=2πr计算面积和周长 输出计算结果 面向对象的程序设计方法： 需要什么工具。如果计算机能提供给我们一个称为圆的工具，它可以以某种方式保存一个圆，告诉我们有关这个圆的一些特性，如它的半径、直径、面积和周长。 定义一个圆类型的变量，以他提供的方式将一个圆保存在该变量中，然后让这个变量告诉我们这个圆的面积和周长是多少 从面向过程到面向对象 抽象的过程 面向对象的程序设计的特点 库和类 面向对象的程序设计的特点 代码重用：圆类型也可以被那些也需要处理圆的其他程序员使用 实现隐藏： 类的创建者创造新的工具 类的使用者则收集已有的工具快速解决所需解决的问题 这些工具是如何实现的，类的使用者不需要知道 面向对象的程序设计的特点 继承：在已有工具的基础上加以扩展，形成一个功能更强的工具。如在学校管理系统中，可以形成如下的继承关系 面向对象的程序设计的特点 多态性： 当处理层次结构的类型时，程序员往往想把各个层次的对象都看成是基类成员。 如需要对教师进行考核，不必管他是什么职称，只要向所有教师发一个考核指令。每位教师自会按照自己的类型作出相应的处理。如高级职称的教师会按高级职称的标准进行考核，初级职称的教师会按初级职称的标准进行考核。 好处：程序代码就可以不受新增类型的影响。如增加一个院士的类型，它也是教师类的一个子类，整个程序不用修改，但功能得到了扩展。 从面向过程到面向对象 抽象的过程 面向对象的程序设计的特点 库和类 库和类 类是更合理的库 例：设计一个库，提供动态实型数组服务，该数组满足两个要求： 可以任意指定下标范围； 下标范围可在运行时确定； 使用下标变量时会检查下标的越界。 库的设计 数组的保存 数组需要一块保存数组元素的空间。这块空间需要在执行时动态分配。 数组的下标可以由用户指定范围。因此，对每个数组还需要保存下标的上下界。 保存这个数组的三个部分是一个有机的整体，因此可以用一个结构体把它们封装在一起。 数组操作 给数组分配空间 给数组元素赋值 取某一个数组元素的值 由于这个数组的存储空间是动态分配的，因此，还必须有一个函数去释放空间 Array库的头文件 Array库的实现文件 Array库的应用 Array库的问题 这个数组的使用相当笨拙。每次调用和数组有关的函数时，都要传递一个结构体给它。 我们可能在一个程序中用到很多库，每个库都可能需要做初始化和清除工作。库的设计者都可能觉得initialize和cleanup是比较合适的名字，因而都写了这两个函数。 系统内置的数组在数组定义时就指定了元素个数，系统自动会根据元素个数为数组准备存储空间。而我们这个数组的下标范围要用initialize函数来指定，比内置数组多了一个操作。 当数组使用结束后，还需要库的用户显式地归还空间。 对数组元素的操作不能直接用下标变量的形式表示。 Array库的改进 将函数放入结构体 好处： 函数原型中的第一个参数不再需要。编译器自然知道函数体中涉及到的low, high和storage是同一结构体变量中的成员 函数名冲突的问题也得到了解决。现在函数名是从属于某一结构体，从属于不同结构体的同名函数是不会冲突的。 改进后的Array库的头文件 改进后的Array库的实现文件 与原来的实现有一个变化：函数名前要加限定 改进后的Array库的应用 函数的调用方法不同。就如引用结构体的成员一样，要用点运算符引用这些函数 for (i = low; i = high; ++i) { cout 请输入第 i 个元素:; cin value;