c++谭浩强课件08.ppt

第八章 类和对象 计算机基础教学研究室 主要内容 8.1 面向对象程序设计方法概述 8.2 类的声明和对象的定义 8.3 类的成员函数 8.4 对象成员的引用 8.5 类的封装性和信息隐蔽 8.6 类和对象的简单应用举例 8.1 面向对象程序设计方法概述 到目前为止，我们介绍的是C++在面向过程的程序设计中的应用。对于规模比较小的程序，编程者可以直接编写出一个面向过程的程序，详细地描述每一瞬时的数据结构及对其的操作过程。但是当程序规模较大时，就显得力不从心了。C++就是为了解决编写大程序过程中的困难而产生的。 面向对象程序设计中的概念 1. 对象 客观世界中任何一个事物都可以看成一个对象(object)。 对象可大可小。对象是构成系统的基本单位。 一个对象往往是由一组属性和一组行为构成的。一般来说，凡是具备属性和行为这两种要素的，都可以作为对象。 2. 封装与信息隐蔽 面向对象程序设计方法的一个重要特点就是“封装性” (encapsulation)，所谓“封装”，指两方面的含义： 一、将有关的数据和操作代码封装在一个对象中，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立，互不干扰。 二、将对象中某些部分对外隐蔽，即隐蔽其内部细节，只留下少量接口，以便与外界联系，接收外界的消息。 信息隐蔽还有利于数据安全，防止无关的人了解和修改数据。 3. 抽象 在程序设计方法中，常用到抽象(abstraction）这一名词。抽象的过程是将有关事物的共性归纳、集中的过程。 抽象的作用是表示同一类事物的本质。C++中的类就是对一批具体的数的抽象。 类是对象的抽象，而对象则是类的特例，或者说是类的具体表现形式。 4. 继承与重用 如果在软件开发中已经建立了一个名为A的“类”，又想另外建立一个名为B的“类”，而后者与前者内容基本相同，只是在前者的基础上增加一些属性和行为，只需在类A的基础上增加一些新内容即可。这就是面向对象程序设计中的继承机制。利用继承可以简化程序设计的步骤。 C++提供了继承机制，采用继承的方法可以很方便地利用一个已有的类建立一个新的类。这就是常说的“软件重用” 的思想。 5. 多态性 如果有几个相似而不完全相同的对象，有时人们要求在向它们发出同一个消息时，它们的反应各不相同，分别执行不同的操作。这种情况就是多态现象。 如，在Windows环境下，用鼠标双击一个文件对象(这就是向对象传送一个消息)，如果对象是一个可执行文件，则会执行此程序，如果对象是一个文本文件，则启动文本编辑器并打开该文件。 在C++中，所谓多态性(polymorphism)是指： 由继承而产生的相关的不同的类，其对象对同一消息会作出不同的响应。 多态性是面向对象程序设计的一个重要特征，能增加程序的灵活性。 8.1.2 面向对象程序设计的特点 传统的面向过程程序设计是围绕功能进行的，用一个函数实现一个功能。所有的数据都是公用的，一个函数可以使用任何一组数据，而一组数据又能被多个函数所使用（见图8.3）。 图8.3 面向对象程序设计采取的是另外一种思路。 程序设计者的任务包括两个方面： 一是设计所需的各种类和对象，即决定把哪些数据和操作封装在一起； 二是考虑怎样向有关对象发送消息，以完成所需的任务。 这时他如同一个总调度，不断地向各个对象发出命令，让这些对象活动起来(或者说激活这些对象)，完成自己职责范围内的工作。各个对象的操作完成了，整体任务也就完成了。 显然，对一个大型任务来说，面向对象程序设计方法是十分有效的，它利用代码的重用，大大降低程序设计人员的工作难度，减少出错机会。 8.1.3 类和对象的作用 类是C++中十分重要的概念，它是实现面向对象程序设计的基础。 类是所有面向对象的语言的共同特征，所有面向对象的语言都提供了这种类型。一个有一定规模的C++程序是由许多类所构成的。 C++支持面向过程的程序设计，又支持面向对象的程序设计。 8.1.4 面向对象的软件开发 面向对象的软件工程是面向对象方法在软件工程领域的全面应用。它包括: 面向对象的分析（OOA） 面向对象的设计（OOD） 面向对象的编程（OOP）Object-Oriented Programming 面向对象的测试（OOT） 面向对象的软件维护（OOSM） 系统分析 系统分析阶段应该扼要精确地抽象出系统必须做什么，但是不关心如何去实现。 面向对象的系统分析，直接用问题域中客观存在的事物建立模型中的对象，对单个事物及事物之间的关系，都保留他们的原貌，不做转换，也