C语言从结构化程序设计到面向对象.ppt

1、1,第9章 从结构化程序设计到面向对象的程序设计,北京交通大学计算机学院 计算机程序设计基础课程组,2,教学目标,了解C+对C的扩充和改进 掌握面向对象程序设计的基本思想和方法 掌握面向对象的概念 理解面向对象程序设计的特性,3,9.1 C+对C的改进和扩充 9.2 面向对象程序设计方法 9.2.1 面向对象概念 9.2.2 类和对象 9.2.3 面向对象程序设计的特性,4,9.1.1 输入输出流,scanf和printf输入输出的缺陷 输入输出流的概念： 输入输出是以字节流的形式实现的，流实际上是一个字节序列。 在输入操作中，字节从输入设备流向内存；输出操作中，字节从内存流向输出设备。 流是

2、一个抽象的概念，实际进行输入输出时，流通常都是和某种具体的物理设备联系起来。键盘和显示器是计算机的标准输入输出设备，数据从键盘或磁盘文件流入内存的操作称为提取操作，数据从内存流向屏幕或磁盘文件称为插入操作。,9.1 C+对C的改进和扩充,5,用cout进行输出 用cout进行输出时必须与预定义的插入符 void main() int i = 10; float j = 8.5; char *str = Windows!; cout i= i endl; cout j= j endl; cout str= str endl; ,9.1 C+对C的改进和扩充,6,用cin进行输入 用cin进行输入

3、时必须与预定义的提取符一起使用，输入时不用指定数据类型，也可以使用多个提取符，将键盘输入的数据送到输入流cin中，然后存到内存。 #include void main() /*主函数*/ int i1 , i2 , sum; /*变量定义*/ cout i1 i2; /*输入数据*/ sum = i1 + i2; /*计算i1,i2的和*/ cout sum= sum endl; /*输出sum的值*/ ,9.1 C+对C的改进和扩充,7,1、重载的需要性 在C中，每个函数需要唯一的名字，例如，求两个数中较大的数，对于不同类型需要不同的名字： int imax(int ,int ); floa

4、t fmax(float,float); double dmax(double,double); 函数的重载：即建立多个同名函数，但每个函数的参数个数或类型不同，系统根据参数个数和类型决定调用哪个函数。例如，将上面三个函数的声明改为： int max(int ,int ); float max(float,float); double max(double,double);,9.1 C+对C的改进和扩充,9.1.2 函数的重载,8,2、使用说明 仅返回类型不同，但函数名和形参都相同，则是非法的，如： int fun(int a,int b); long fun(int a,int b); 同名

5、函数应该具有相同的功能，仅数据类型不同而已，否则可读性受破坏 当重载函数有默认参数时，应避免二义性 int fun(int a,b=0); int fun(int a); /error,9.1 C+对C的改进和扩充,9,【例9-4】参数类型上不同的重载函数 #include int add(int , int); double add(double , double); void main() cout add( 5 , 10 ) endl; cout add( 5.6 , 10.2 ) endl; int add(int x , int y) return x + y; double add

6、(double x , double y) return x + y; ,9.1 C+对C的改进和扩充,10,【例9-5】参数个数上不同的重载函数 #include int min( int a , int b ); int min( int a , int b , int c ); void main() cout min( -2 , 8 ) endl; cout min( 3 , 5 , 4 ) endl; int min( int a , int b ) return a b ? a : b; int min( int a , int b , int c ) int t = min( a

7、 , b ); return min( t , c ); ,9.1 C+对C的改进和扩充,11,9.1.3 带默认参数的函数,函数定义时给一个或多个参数指定默认值，调用时，如果省略参数，自动按默认值传递。 1. 默认参数的声明 (1)当有函数声明时 void point(int x=3,int y=4) /声明中给出默认值 void point(int x,int y) /定义中不允许给出默认值 coutxyendl; (2)没有函数声明时，在定义函数中给出默认值 2. 默认参数的顺序规定 默认参数必须是最右边的参数，即一个指定了默认值参数的右边，不能出现没有指定的默认参数。 void fun

8、(int a=1,int b,int c=3); /error void fun(int a,int b=2,int c=3); /ok,9.1 C+对C的改进和扩充,12,【例9-6】 使用默认参数计算立方体体积 #include int volume(int length,int width=10,int height=20) void main() int l(50),w(40),h(30),area; area=volume(l,w,h); cout“The area of cube equal:t”areaendl; area=volume(l,w); cout“The area o

9、f cube equal:t”areaendl; area=volume(l); cout“The area of cube equal:t”areaendl; int volume(int length,int width,int height) return length*width*height; ,13,9.1.4 内联函数,1.内联函数的需要性 #include int isnumber(char); /函数声明 void main() char c; while(c=cin.get()!=n) if( isnumber(c) ) /调用一个小函数 cout =0 ,9.1 C+对C

10、的改进和扩充,14,2. 解决办法 限定符inline用于函数定义，称为内联函数。将isnumber()函数声明为inline，即在函数声明和定义中： inline int isnumber(char); /inline不能少 void main() / inline int isnumber(char c) return (ch=0 3.内联函数的函数体限制： inline用于经常用的小函数（15行） 内联函数内不能使用循环和开关语句 递归函数不能做内联函数,9.1 C+对C的改进和扩充,15,9.1.5 一元作用域运算符（:）,用:在同名局部变量作用域中访问全局变量 #include do

11、uble n=5; int main() float n=8; cout Local float value of n = n nGlobal double value of n = :n endl; return 0; ,结果： Local float value of n = 8 Global double value of n =5,9.1 C+对C的改进和扩充,16,9.1.6 引用与函数,1. 引用的概念 引用是别名，声明引用的过程就是给某个变量建立别名的过程。一般形式为： 数据类型 说明： 程序找引用的地址，只能找到所引用目标的地址 引用一旦初始化，它就维系在一定的目标上不在分开,

12、9.1 C+对C的改进和扩充,17,【例9-7】 声明和使用引用 #include void main() int num1 = 2; int ,运行结果: num1=2 rNum=2 num1=5 num2=5 rNum=5 public: void print() cout name void printname() cout name; ; class course char cname20; public: void print() cout cname ;,void f1(student P) P.printname(); P.print(); /向同一个对象发送不同的消息 void

13、 f2(student P,course C) P.print(); C.print(); /向不同对象发送相同的消息 ,9.2 面向对象的程序设计方法,2消息（Message） 一个对象是独立存在的模块，通过消息激活机制可以把对象动态连接起来。所谓消息指的是用来请求对象执行某一处理或回答某些信息的要求。所谓发送消息，实际指的是一次函数调用。,26,9.2 面向对象的程序设计方法,3类（Class） 类是对一组对象的抽象，它将该组对象具有的共同特征集中起来，以说明该组对象的能力和性质。因此，具有相似的属性和行为的一组对象就可以抽象为类。 例如，学籍管理系统中，张三和李四都是学生对象，都有学号、

14、姓名、系别、住址、选修学分等属性，都能将进行注册、退学、年级变更、转系、地址变更和修改学分等操作，因此，可以将所有同学抽象为一个类学生类。 类是所有具有共同特征的对象的抽象，是一个抽象的概念；而对象是一个类中某个具体的实体，称为类的实例(Instance)。类和实例的关系，是抽象和具体的关系，对象是程序执行过程中由所属的类动态生成的。,27,9.2 面向对象的程序设计方法,例如，定义学生类如下： 对象类：学生(Student) 属性：学号(StudentNo) 姓名(Name) 系别(Department) 住址(Address) 选修学分(Credit) 方法：注册(Enroll) 退学(D

15、rop) 年级变更(ChangeLevel) 转系(ChangeDept) 地址变更 (ChangeAddress) 修改学分（ChangeCredit）,28,9.2.3 面向对象程序设计特性,1.封装和数据隐藏(Encapsulation) 封装是一种信息隐蔽技术，指的是将一个数据和与这个数据有关的操作集合放在一起形成对象，用户只能见到对象封装界面上的信息，对象内部对用户是隐蔽的。 封装的目的:将设计者和使用者分开。使用者不必知道对象行为的细节，只需要使用设计者提供的协议命令对象去做即可。 私有数据修改的方法:数据隐藏技术使对象内部的属性只能由该对象自己的方法进行修改，外界不能访问，外界只

16、能通过对象提供的接口去访问这些属性，从而有效避免外界的错误对该对象的影响。,9.2 面向对象的程序设计方法,29,2继承性(Inheritance) 如果有几个类有公共的属性或方法，最好创建一个包含这些公共内容的新类来避免重复，归类的结果是逐步抽象的过程；反之，对于复杂的类最好划分为几个更特殊的类，层层分类，是概念逐步细化的过程。 面向对象程序设计中允许用已有的类通过继承的方式创建新类，继承性是自动地共享类、子类和对象中的方法和数据的机制。新类称为派生类(dervied class)或子类(subclass)，已有类称为基类(base class)或父类(superclass)，子类继承父类的

17、全部方法和属性。,9.2 面向对象的程序设计方法,30,例如，要定义一个新类研究生类，由于研究生也是学生，具有Student的全部属性，还有Student类没有的导师等属性，可以根据已有的Student类派生。 对象类：研究生(Graduate) 父类：学生(Student) 属性： 学位(Program) 导师(Advisor) 在职否(Occupation) 方法： 学位变更(ChangeProgram) 导师变更(ChangeAdvisor) 状态变更 (ChangeOccupation),9.2 面向对象的程序设计方法,31,继承是可以传递的，继承可以使我们用一种简单的方法描述事物。下

18、面是鱼类的继承层次结构：,9.2 面向对象的程序设计方法,32,3多态性(Polymorphism) 多态性：指发出同样的消息被不同类型的对象接收时导致完全不同的行为。发送消息即函数调用，不同的行为指不同的实现。在多个类中可能会存在一些名字相同，但实现过程和功能不同的方法，如： void f2(student P,course C) P.print(); C.print(); /向不同对象发送相同的消息 P.print()向对象P发送了一个print()消息，结果调用Student类的print()函数打印出学生的名字。C.print()向对象C发送了一个print()消息，结果调用Course类的print()函数打印出课程的名字。同样一个消息print()，被不同