面向对象的系统分析与设计

单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,第五章 类与对象,本章主要内容,面向对象的思想,OOP,的基本特点,类概念和声明,对象,构造函数,析构函数,内联成员函数,拷贝构造函数,类的组合,类的声明（即类的定义）,class rectangle,/,声明一个“矩形”类,private:,int,x,y,weight,high;,/,声明私有变量,public:,rectangle(int,xx,int,yy,int,w,int,h),/,声明构造函数,x=xx;y=,yy,;weight=w;high=h;,inline,int,area(),;,inline,int,rectangle:area(),return weight,*,high;,定义对象,定义一个位于坐标（,12,34,），重量,56,，高度,78,的矩形对象,r1,：,rectangle r1(12,34,56,78);,计算矩形,r1,的面积：,r1.area();,面向,对象,程序设计：,被结构化的结构化程序设计,；,对象：,一组,数据,及相关,代码,的结合体,；,数据：,描述对象的,属性,；,代码：,对数据进行处理的,操作,；,封装：,隐藏大部分,细节（数据、代码）,；,接口：,对外开放一部分,属性,和,操作,；,类：,同类型对象的,抽象描述,，面向对象方法的,核心,；,聚合：,由简单对象组合而成的,复杂对象,；,消息：,对类的,成员函数的调用,，是对象之间,彼此联系,、,共同协作,的媒介,。,1,面向对象程序设计思想,1.1,面向对象程序设计的特点,1,抽象性：,抽取本质特性,（共性）,，加以简单,描述,例如用,C+,语言将圆形,(circle),抽象如下：,数据抽象：,对象,属性,和,状态,的描述,double x,，,y,，,r,；,行为抽象：,数据所需要的,操作,setx,(),；,sety,(),；,setr,(),；,draw(),；,抽象是面向对象方法的核心,。,2,封装性：,内部细节对外隐藏，通过接口进行控制,使程序中各部分之间的相互影响达到最小；,提高程序的安全性；,简化代码的编写工作；,对象中的,数据,（即,属性,）、,操作代码,（即,行为,）称为对象的,成员,。,私有成员：对象中被隐藏的部分；,公有成员：对象与外界的接口。,封装的,两个目标,：,1.,数据和行为的包装；,2.,信息隐藏。,3,继承性：,复用共性，简化描述,一般类：,包含,共性,；,特殊类：,在一般类的基础上，增添每个具体类的,个性,；,继承：,特殊类的对象拥有,一般类的全部属性和操作,；,多继承：,一个类可以继承,多个一般类,的特性,。,例如：,Class A,/,一般类,A,作为,基类,Class B,/,一般类,B,作为,基类,Class C:public A,public B,/,派生类,C,是特殊类,多态性：,一个接口，多种方式,多态性也是面向对象程序设计的重要特性,之一。,多态性：,在,基类,中定义的属性和操作被,派生类,继承之,后，可以具有不同的数据类型或表现出不同,的行为，例如,函数重载,；,静态多态性：,在,编译过程,中确定同名操作的具体对象,；,动态多态性：,在程序,运行过程,中才确定操作所针对的,具体对象,；,联编,(,binding,绑定,),：,把一条,消息,和一个对象的,方法,相,结合,的,过程,，即,调用成员函数,；,消息：,（对类的成员函数的）调用,；,方法：,成员函数,；,静态联编：,在,编译阶段,完成联编,；,动态联编：,在程序,运行阶段,完成联编,。,2,类和对象,2.1,类的声明,类的声明即类的定义,，声明一个类的语法与结构,的声明类似：,class ,/class,是声明类的关键字,private,：,public,：,；,类的,成员函数,用于对数据成员进行处理，又称为“,方法,”，程序中通过类的成员函数来访问其内部的数据成员。一般类中成员函数的原型声明写在类定义体内，用以说明该成员函数的形式参数和返回值类型，而成员函数的定义体一般写在类定义之外。通常采用下面的形式定义成员函数：,:(),例如：,class rectangle,private:,int,x,y,weight,high;,public:,rectangle(int,xx,int,yy,int,w,int,h),x=xx;y=,yy,;weight=w;high=h;,inline,int,area(),;,;,inline,int,rectangle:area(),return weight,*,high;,类和对象的关系相当于普通数据类型与其变量的关系。,声明一个,类,：定义了一种新的,数据类型,；,对象,说明：创建这种,数据类型的物理实体,。,由同一个类创建的各个对象具有完全相同的数据结构，但它们的数据值在使用过程中可能各不相同。,一旦创建了一个类的对象，程序就可以用圆点运算符“,.,”,来引用类的公有成员，其一般形式为,或,2.2,对象,例如，用前面定义的,rectangle,类声明一个,rectangle,的对象,r1,，,通过对象,r1,完成对成员函数,area(),的调用：,rectangle r1(10,10,20,20);,r1.area(),；,注意：,只有用,public,定义的公有成员才能使用圆点操作符访问，对象中的私有成员是类中隐藏的数据，不允许在类外的程序中被直接访问，只能通过该类的公有成员函数来访问它们。,构造函数,:,在类中声明的一种,特殊的成员函数,；,作用：,将,对象初始化,为一个特定的状态,。,构造函数的名字,与,它所属的,类名相同,，被声明为,公有函数,，,没有返回值,，在创建对象时被,自动调用,。,构造函数可以,访问类的所有数据成员,，可以是,内联函数,，可以带有,参数表,，可以带,默认的形参值,。构造函数也可以,重载,，以提供初始化类对象的不同方法。,2.3,构造函数和析构函数,例如，前面定义的,rectangle,类,的构造函数为,rectangle(int,xx,int,yy,int,w,int,h),x=xx;y=,yy,;weight=w;high=h;,每个类都必须有构造函数，若类定义时没有定义任何构造函数，编译器会,自动生成,一个,不带参数,的缺省构造函数，其形式如下：,:(),/,定义拷贝构造函数的一般形式为：,class class_name,private:,public:,class_name(,形式参数表,),/,构造函数,函数体,class_name(class_name&ob_name),/,拷贝构造函数,函数体,拷贝构造函数调用场合,：,1.,用类的一个对象去初始化该类的另一个对象；,2.,函数的形参是类的对象；,3.,函数的返回值是类的对象。,2.,拷贝构造函数,作用：对象失效时，进行系统放弃对象内存之前的清,理工作，使内存可用来保存新的数据。析构,函数本身并不实际删除对象。,例：,rectangle,(),函数体,3.,析构函数,/ex4_1.cpp:,演示构造函数、拷贝构造函数和析构函数,#include ,class point,private:,int,x,y;,public:,point(int,xx=0,int,yy,=0),/,定义构造函数,x=xx;,y=,yy,;,cout,构造函数被调用,endl,;,point(point ,/,声明拷贝构造函数,point(),/,定义析构函数,cout,析构函数被调用,endl,int,getx,()return x;,int,gety,()return y;,;,point:point(point&p),/,定义拷贝构造函数,x=,p.x,;,y=,p.y,;,cout,拷贝构造函数被调用,endl,;,void f(point p),/,函数的形参是类的对象,cout,p.get_x()p.get_y(),endl,;,point g(),point a(7,33);,return a;,/,函数的返回值是类的对象,void main(),point a(15,22);,/,构造函数被调用,point b(a);,/,拷贝构造函数被调用,cout,b.get_x()b.get_y(),endl,;,f(b);,/,拷贝构造函数被调用，析构函数被调用,b=g();,/,构造函数和拷贝构造函数各被调用一次，,/,析构函数被调用两次,cout,b.get_x()b.get_y(),endl,;,/,析构函数被调用两次,程序的运行结果为：,构造函数被调用,拷贝构造函数被调用,15 22,拷贝构造函数被调用,15 22,析构函数被调用,构造函数被调用,拷贝构造函数被调用,析构函数被调用,析构函数被调用,7 33,析构函数被调用,析构函数被调用,类的应用举例,(,例3,),一圆型游泳池如图所示，现在需在其周围建一圆型过道，并在其四周围上栅栏。栅栏价格为,35,元,/,米，过道造价为,20,元,/,平方米。过道宽度为,3,米，游泳池半径由键盘输入。要求编程计算并输出过道和栅栏的造价。,游泳池,过道,#include,using namespace std;,const float PI=3.14159;,const float,FencePrice,=35;,const float,ConcretePrice,=20;,/,声明类,Circle,及其数据和方法,class Circle,private:,float radius;,public:,Circle(float r);,/,构造函数,float Circumference()const;,/,圆周长,float Area()const;,/,圆面积,;,43,/,类的实现,:,/,构造函数初始化数据成员,radius,Circle:Circle(float r),radius=r,/,计算圆的周长,float Circle:Circumference()const,return 2*PI*radius;,/,计算圆的面积,float Circle:Area()const,return PI*radius*radius;,44,void main(),float radius;,float,FenceCost,ConcreteCost,;,cout,radius;,/,声明,Circle,对象,:,Circle Pool(radius);,Circle,PoolRim(radius,+3);,/,计算栅栏造价并输出,:,FenceCost,=,PoolRim.Circumference,()*,FencePrice,;,cout,Fencing Cost is,￥,FenceCost,endl,;,/,计算过道造价并输出,:,ConcreteCost,=(,PoolRim.Area,()-,Pool.Area,(),*,ConcretePrice,;,cout,Concrete Cost is,￥,ConcreteCost,endl,;,45,运行结果,Enter the radius of the pool:10,Fencing Cost is,￥,2858.85,Concrete Cost is,￥,4335.39,46,将一个已定义的类的对象作为另一个类的数据成员。例如：,Class A,；,Class B,private:,A a;,public:,；,2.4,类的组合,:(,形参表,),：,对象成员,1(,形参表,),，对象成员,2(,形参表,),，,类的初始化程序体,其中，构造函数冒号后的部分“对象成员,1(,形参表,),，对象成,员,2(,形参表,),，,”,称作,成员初始化列表,，用于完成对组合类中所,包含的对象成员的初始化，该表列出了初始化各对象成员所使用,的构造函数。,注意：,各成员对象的,构造函数的调用次序与,这些成员对象在,类中的,