C程序设计(自考4737)第2章.ppt

第二章从结构到类的演变,2.1结构的演化.结构发生质的演变1.函数与数据共存,C+允许结构中定义函数,成为成员函数在结构中同时定义成员变量与成员函数使用格式:结构对象.成员变量结构对象.成员函数,第二章从结构到类的演变,1.函数与数据共存结构的定义,structpointdoublex,y;voidSetxy(doublea,doubleb)x=a;y=b;voidDisplay()coutxtyendl;,第二章从结构到类的演变,1.函数与数据共存结构的定义,structpointdoublex,y;voidSetxy(doublea,doubleb)x=a;y=b;voidDisplay()coutxtyendl;,数据成员,成员函数,第二章从结构到类的演变,1.函数与数据共存结构的定义,第二章从结构到类的演变,运行结果,第二章从结构到类的演变,主函数,完整程序,修改后的程序,第二章从结构到类的演变,2封装若定义结构体时，使用了private关键字，则产生封装性,使用了private关键字，则产生封装性,第二章从结构到类的演变,2封装在定义结构时，若使用了private则产生封装性，表示成员为私有的，只能在结构体内部通过公有成员函数使用。若未添加private则表示默认为public。类定义时默认为private。,第二章从结构到类的演变,2.1.2使用构造函数初始化结构的对象在定义结构时，与结构同名的函数称为构造函数。若定义的函数与某个已定义函数重名而参数类型或个数不同，则称为函数重载。,2.1.2使用构造函数初始化结构的对象,问题：那个函数是构造函数？那个函数被重载了？,结构体的定义,2.1.2使用构造函数初始化结构的对象,注：构造函数在定义结构体对象时自动执行，并根据是否初始化来自动选择所调用的构造函数,2.1.2使用构造函数初始化结构的对象,2.1.2使用构造函数初始化结构的对象,第二章从结构到类的演变,2.2从结构演化成一个简单的类,将程序中struct替换为class即变为类的标准定义形式,第二章从结构到类的演变,2.2从结构演化成一个简单的类,产生类对象p1,p2,为对象的属性赋值,显示对象属性值,第二章从结构到类的演变,2.2从结构演化成一个简单的类,类图的表示,类名,类属性/成员变量,类操作/成员函数,第二章从结构到类的演变,2.3面向过程和面向对象,简单了解对象的含义,第二章从结构到类的演变,2.3面向过程和面向对象,简单了解对象的含义,第二章从结构到类的演变,2.3面向过程和面向对象,简单了解对象的含义,第二章从结构到类的演变,面向过程的求解步骤给出三角形三个顶点坐标，计算三边长，并输出步骤：输入x1,y1,x2,y2,x3,y3六个数据计算(x1，y1)和(x2，y2)距离计算(x1，y1)和(x2，y2)距离计算(x1，y1)和(x2，y2)距离输出三个距离,第二章从结构到类的演变,面向对象的求解步骤给出三角形三个顶点坐标，计算三边长，并输出,设计类将点设计为一个类，并提供相关的属性和操作,第二章从结构到类的演变,面向对象的求解步骤给出三角形三个顶点坐标，计算三边长，并输出,定义对象同时给出坐标pointA(x1，y1)pointB(x2，y2)pointC(x3，y3),第二章从结构到类的演变,面向对象的求解步骤给出三角形三个顶点坐标，计算三边长，并输出,定义对象，然后获取坐标pointA;pointB;pointC;A.Getx();A.Gety();B.Getx();B.Gety();C.Getx();C.Gety();,第二章从结构到类的演变,面向对象的求解步骤给出三角形三个顶点坐标，计算三边长，并输出,计算距离并输出AB=A.GetLength(B);AC=A.GetLength(C);BC=B.GetLength(C);,第二章从结构到类的演变,2.4C+面向对象程序设计特点,2.4.1对象三要素：对象名，属性，操作,第二章从结构到类的演变,2.4C+面向对象程序设计特点,2.4.1对象三要素：对象名，属性，操作,第二章从结构到类的演变,2.4C+面向对象程序设计特点,2.4.2抽象和类,面向对象鼓励程序员以抽象的观点看待程序，即程序是由一组抽象组成的。另一方面，我们又可以将一组对象的共同特征时一步抽象出来，从而形成类概念。抽象是一种从一般的观点看待事物的方法，它要求程序员集中于事物的本质特征，而是具体细节或具体实现。面向对象鼓励程序员以抽象的观点看待程序，也就是说，程序是一组抽象的对象-类组成的（严格讲，C+程序不是这样，在程序中还有像mail这样的全局函数）。程序员从一组对象为起点，抽取公共的行为将其放入到一个类中，这基本上是抽象分类的观点，不同类的对象具有不同的行为。类的概念来自于人们认识自然、认识社会的过程。在这一程中，人们主要使用两种方法：由特殊到一般的归纳法和由一般到特殊的演绎法。在归纳的过程中，我们从,一个个具体的事物中把共同的特征抽取出来，形成一个一般的概念，这就是归类；在演绎的过程中我们又把同类的事物，根据不同的特征分成不同的小类，这又是分类。对于一个具体的类，它有许多具体的个体，我们就管这些个体叫做对象。举个例子，人是一个类，具有直立行走、会使用工具等一些区别于其它事物的共同特征；而张三、李四、王五等一个个具体的人，就人这个类的一个个对象,第二章从结构到类的演变,2.4C+面向对象程序设计特点,2.4.3封装,在C+语言中，类是支持数据封装的工具，对象是数据封装的实现。按照面向对象的封装原则，一个对象的属性和操作是紧密结合的，对象的属性只能由这个对象的操作来存取。对象的操作分为内部操作和外部操作。内部操作只供对象内部的其他操作使用，不对外提供。外部操作对外提供一个消息接口，通过这个接口接收对象外部的消息并为之提供操作（服务）。对象内部数据结构的这种不可访问性称为信息（数据）隐藏。数据封装给数据提供了与外界联系的标准接口。无论是谁，只有通过这些接口，使用规范的方式，才能访问这些数据。同时，由于程序员总是和接口打交道，他也就不必要了解数据的具体细节。简言之，封装就是把对象的属性和操作结合成一个独立的系统单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节。由此可见，封装要求一个对象应具备明确的功能，并具有接口以便和其他对象相互作用。同时，对象的内部实现（代码和数据）是受保护的，外界不能访问它们。封装使得一个对象可以像一个部件一样应用在各种程序中，而不用担心对象的功能受到影响。,数据封装一方面使得程序员在设计程序时可以专注于自己的对象，同时也切断了不同模块之间数据的非法使用，减少了出错的可能性。在类中，封装是通过存取权限实现的。例如将每个类的属性和操作分为私有的和公有的两种类型。对象的外部只能访问对象的公有部分，不能直接访问对象的私有部分。,第二章从结构到类的演变,2.4C+面向对象程序设计特点,2.4.4继承,对象的另一个特点是继承。继承是一个对象可以获得另一个对象的特性的机制，它支持层次类这一概念。例如水果类包括香蕉、苹果、橘子和菠萝，而苹果类又有香蕉苹果、富士苹果、国光苹果、京帅苹果等。通过继承，低层的类只须定义特定于它的特征，而共享高层类中的特征。继承具有重要的实际意义，它简化了人们对事物的认识和描述。例如我们知道苹果是可以吃的，富士苹果继承了苹果的特征，当然也可以吃。再如我们认识了轮船的特征之后，就知道客轮是轮船的特殊种类，它具有轮船的特征。当研究客轮时，只要把精力用于发现和描述客轮独有的那些特征即可。C+语言允许单继承和多继承。,继承是面向对象语言的重要特性。一个类可以生成它的派生类，派生类还可以再生成它的派生类。派生类继承了基类成员，另外它还可以定义自己的成员。继承是实现抽象和共享的一种机制。,第二章从结构到类的演变,2.4C+面向对象程序设计特点,2.4.5多态性,C+语言支持多态性。例如允许函数重载和运算符重载；定义虚函数，通过它来支持动态联编等。函数的重载就是可以定义相同名字的函数，实现不同的功能。这种不同的对象可以调用相同名称的函数，并导致完全不同的行为的现象称为多态性。利用多态性，程序中只需进行一般形式的函数调用，函数的实现细节留给接受函数调用的对象。这大大提高了我们解决复杂问题的能力。举个最简单的例子，将两个数“相加”，这两个数可以是整数或实数，将“+”看作一个特殊函数，则5+9和3.6+6.8都是使用“+”来完成两个数相加的功能，这就是“+”体现的多态性。类的多态性更多的内容，将留在后面章节讨论，这里不再赘述。动态联编也是多态性的一个重要特征。,第二章从结构到类的演变,2.5使用类和对象,2.5.1使用string对象,类名,类的属性用于存放字符串,类的操作/方法/成员函数,第二章从结构到类的演变,2.5使用类和对象,2.5.1使用string对象,该类是C+语言中的内部预定义类，要在程序中使用该类时必须添加头文件#inculude,第二章从结构到类的演变,2.5使用类和对象,2.5.1使用string对象,类的初始化：stringstr1=“A”；stringstr1=A；stringstr1=AB；stringstr1=“AB”；可以以数组的形式使用str1对象中的字符串str10的值是？str11的值是？,2.5.1使用string对象,类的初始化：stringstr1(“hello,”)；stringstr2=“world”；可以以数组的形式使用str1对象中的字符串str10的值是？str20的值是？,2.5.1使用string对象,2.5.1使用string对象,运行结果,2.5.1使用string对象,string对象允许使用+运算,2.5.1使用string对象对象的方法(操作/成员函数)：对象名.成员函数str1.size()String对象可使用+运算Str1=str2+str3若str2=“hello，”str3=“everyone”则str1的结果是？,2.5.2使用string对象的成员函数成员函数使用格式：对象名.成员函数例如：str1.size()若Str1=“everyone”Str1.size()值为：9,2.5.2使用string对象的成员函数成员函数使用格式：对象名.成员函数例如：str1.substr()若Str1=“everyone”Str1.substr(3，3)值为：“one”,C+中字符串中字符位置计数从0开始,2.5.2使用string对象的成员函数成员函数使用格式：对象名.成员函数例如：str1.substr(),C+中字符串中字符位置计数从0开始,2.5.2使用string对象的成员函数成员函数使用格式：对象名.成员函数例如：str1.find(要查找的字符串，开始位置)结果为子串的位置,C+中字符串中字符位置计数从0开始,2.5.2使用string对象的成员函数getline函数的使用功能：利用cin函数输入一行字符串存入对象例如：getline（cin，str1，“n”）,2.5.2使用string对象的成员函数getline函数的使用功能：利用cin函数输入一行字符串存入对象例如：getline（cin，str1，“n”）,简单应用：日期格式转换,2.5.3使用complex对象complex类用于定义一个复数对象使用时添加头文件#include定义格式：complexnum1(1,2);,2.5.4使用对象小结使用标准类库中的类时，须添加头文件。使用string对象添加？头文件？,添加头文件#include并使用标准命名空间usingnamespacestd；,2.5.4使用对象小结使用标准类库中的类时，须添加头文件。定义对象方式同变量定义方式。定义对象时可对对象进行初始化。inti；stringstr1；定义时初始化：inti=1；或inti（1）；stringstr1=“hello”；或stringstr1(“hello”)；,2.5.4使用对象小结使用标准类库中的类时，须添加头文件。定义对象方式同变量定义方式。同类的不同对象由对象名和属性来区分。具有相同的成员函数。stringstr1=“hello”;stringstr2(“everyone”);Coutstr1.size()endl;Coutstr2.size()endl;,2.5.4使用对象小结不同类对象具有不同的成员函数可实现不同操作。Complexnum1(1,2);Stringstr1(“hello”);Coutnum1.real()endl;Coutstr1.sizeendl;Coutstr1endl;coutnum1endl;,2.5.4使用对象小结使用标准类库中的类时，须添加头文件。定义对象方式同变量定义方式。定义对象时可对对象进行初始化。同类的不同对象由对象属性来区分。不同类对象具有不同的成员函数可实现不同操作。类是具有相同特征和操作的对象的抽象。,2.6string对象数组与泛型算法第1.2.6节介绍的范型算法同样适合string类，但string对象之间可以直接赋值，所以更为简单。需要注意的是，不要将1.2.6节介绍的find函数与string本身的成员函数混淆。另外，string类还有一个swap成员函数，用来交换两个对象的属性。假设有两个string类的对象str1和str2，下面两种调用方式是等效的：str1.swap(str2);str2.swap(str1);,2.6string对象数组与泛型算法,演示string对象的例子。#include#include#includeusingnamespacestd;voidmain()stringstr1=wearehere!,str2=str1;reverse(/逆向输出这里使用str1初始化str2(与str2=str1等效)，是为了在保证复制时,str2能有足够的空间存储str1。另外要注意ostream_iterator的数据类型是char，不是string。输出结果如下:,2.6string对象数组与泛型算法,!ereheraew!ereheraewwearehere!string是系统提供的类,当然就有其特殊性质。其实，string类提供了一对用来指示其元素位置的基本成员函数：指示第一元素的begin()和指示结束的标记end()。它们标示要进行迭代的元素空间。如果begin不等于end，算法便会首先作用于begin所指元素，并将begin前进一个位置，然后作用于当前的begin所指元素身上，如此继续进行，直到begin等于end为止，所以它们是元素存在的半开区间begin，end）。,2.6string对象数组与泛型算法,图2.8是str1和迭代区间示意图。str1.begin()指示第1个元素str.end()指示最后一个元素之后的结束位置有了这两个成员函数，就可以用它们表示迭代区间。,第