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面向对象程序设计（二） 吕俊白 第七章 类 本章主要内容： 面向对象的基本概念 类类型定义和对象声明 成员函数的声明、定义和调用 成员的保护 屏蔽类的内部实现、类的封装 静态成员、友元、操作符重载 重点： 面向对象的基本概念 类类型定义和对象声明的语法 成员函数的定义及其调用 7.1面向对象的基本概念 1.?面向对象方法是软件设计方法发展的必然 (1) 结构化程序设计方法 程序的定律是：程序＝（算法）＋（数据结构） 算法是一个独立的整体，数据结构（包含数据类型与数据）也是一个独立的整体。两者分开设计，以算法（函数过程）为主。 结构化程序设计方法把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实体，当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改，每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销，程序的可重用性差。 (2) 面向对象程序设计方法 将数据及对数据的操作方法放在一起，作为一个相互依存、不可分离的整体——对象。对同类型对象抽象出其共性，形成类。 类中的大多数数据只能用本类的方法进行处理。类通过一个简单的外部接口与外界发生关系，对象与对象之间通过消息进行通讯。 程序模块间的关系更为简单，程序模块的独立性、数据的安全就有了良好的保障，另外，通过继承与多态还可大大提高程序的可重用性，使得软件的开发和维护都更为方便。 在面向对象程序设计中，程序的定律是： 对象＝（算法＋数据结构） 程序＝（对象＋对象＋……） 即：把软件系统看成是一系列离散对象的集合，并强调刻画对象性质的数据和行为的紧密联系——数据和行为的封装技术。 ２.几个基本概念 (1)?? 对象 从一般意义上讲，对象是现实世界中一个实际存在的事物，它可以是有形的（比如一辆汽车），也可以是无形的（比如一项计划）。 对象是构成世界的一个独立单位，它具有自己的静态特征和动态特征。 静态特征：即可以用某种数据来描述的特征， 动态特征：即对象所表现的行为或对象所具有的功能。 面向对象方法中的对象，是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是用来构成系统的一个基本单位，对象由一组属性和一组行为构成。 属性是用来描述对象静态特征的数据项； 行为是用来描述对象动态特征的操作序列。 例如： (2)?? 类 把众多的事物归纳、划分成一些类，是人类在认识客观世界时经常采用的思维方法。 分类所依据的原则是抽象。即忽略事物的非本质特征，只注意那些与当前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，把具有共同性质的事物划分为一类，提出一个抽象的概念。 注意：抽象是分类的依据。 类的定义：面向对象方法中的类是一组具有相同性质（属性和行为）的对象的抽象。 或者说：类是具有相同属性和行为的一组对象的集合。它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和行为两个主要部分。 例如： 类和对象的关系 类是抽象的，它描述的是一类事物所应具有的属性，而对象则是类的具体化，是类的一个实例。 概括起来类与对象的关系： 每个对象都是其所属类的一个实例（instance），称为对象实例。 类是对象实例的（可能的）无限集合，同一类中的所有对象都具有相同的属性描述和操作集、不同的对象标识符。 在面向对象程序设计语言中，通常用类作为样板来定义对象。 (3)?? 封装 封装是面向对象方法的一个重要原则，也是面向对象必须提供的机制。 封装的定义： 封装是指将对象的属性和行为结合成一个独立的系统单位，并尽可能隐蔽其内部细节。 两个含义： 1)把对象的全部属性和全部操作结合在一起，形成一个不可分割的独立单位； 2)强调信息的隐蔽，即尽可能隐蔽对象的内部细节。 封装的意义（作用） 1)保证对象的界面清晰、简单。 2)降低对象模块之间的耦合度，提高了对象的相对独立性。 3)封装使得一个对象可以像一个可插接的部件一样用在各种程序中 。 　就像一种集成块可以用在不同的电路上； CPU、内存条可以插在各种主板上。 (4)?? 继承 继承是面向对象技术能够提高软件开发效率的重要原因之一。 定义：特殊类的对象拥有其一般类的全部属性和行为（也称服务或操作），称作特殊类对一般类的继承。 继承的意义（作用） 1)实现代码重用以及增强系统的可扩充性。 2)简化了人们对事物的认识和描述，这是继承所具有的最最重要的意义。 (5)?? 多态性 多态性是指在一般类中定义的属性或行为，被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。 多态有两个含义： 1)同一个操作在不同的类中有不同的实现方法和不同的执行结果； 2)属性的多态性，即允许同一个属性在不同的类中具有不同的数据类型。 多态性使得同一个属性或行为在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义。 使用多态性的意义： 1）减少消息的信息量，统一消息的书写格式； 2）在应用程序中调用操作不必每次