类与对象（一）

类与对象 （一）

内容 • 类是什么？对象是什么？ • 如何创建类和对象？ • 类的成员变量和成员函数 • 类成员的访问控制 • 对象的使用

对象 • 对象是一件事物 • 对象具有属性和操作 • 属性：状态，特征，组成成员， • 操作：修改属性，访问属性，执行命令

例：文件 • 属性 • 文件名 filename • 长度 length • 修改日期 modify_date • 文件内容 contents • ......

例：文件 • 操作 • 文件复制 copy • 文件更名 rename • 文件打印 print • ......

类 • 类是具有相似特征的对象的抽象 • 文件类所有具体文件对象的抽象 • 书类所有具体书对象的抽象 • 学生类所有具体学生对象的抽象

类与对象 • 类是抽象的，对象是具体的 • 类是类型，对象是变量 • 类是模型，对象是实例

class File { char file_name[100]; int length; Date modify_date; char * contents ; bool copy(File & target); bool rename(char * new_name); bool print(); }; 属性操作注意分号

bool File::copy(File & destineFile) { ...... } bool File::rename(char * new_name) { ...... } bool File::print() { ....... }

//修改文件名为new_name bool File::rename(char * new_name) { strcpy( file_name, new_name); }

//复制当前文件内容到指定文件中 bool File::copy(File & target) { char * & pTarget = target.contents; delete [] pTarget; //释放原来的空间 pTarget = new char[length + 1]; strcpy(pTarget, contents); }

对象的创建 • 直接创建变量 • File f1, f2; • 动态创建变量 • File *pFile; • pFile = new File; • ...... • delete pFile;

访问成员变量 圆点操作符 • strcpy( f1.file_name , "oopd.dat"); • f1.length += 10; • cout << pFile->contents; 指针操作符

访问成员函数 f1.copy(f2); f1.rename("classA"); pFile->print(); pFile->rename("newname"); f1.copy(*pFile);

内联（inline）函数 class File { ...... bool File::rename(char * new_name) { strcpy( file_name, new_name); } ...... };

非内联函数 函数原型 class File { ...... bool rename(char * new_name); }; bool File::rename(char * new_name) { strcpy( file_name, new_name); } 指定类域

内联函数与非内联函数 • 内联函数的好处： • 类的定义集中 • 内联函数的缺点： • 类定义的规模太大 • 代码不能共享 • 可阅读性不好，难于理解

类作用域 • 类作用域包括： • 类的定义体 • 类的所有非内联成员函数的定义体 • 类成员的作用域是类作用域 • 类对象的作用域遵循一般变量的作用域规则（文件作用域、局部作用域）

对象的作用域 File my_file; void main() { File your_file; my_file.copy(your_file); your_file.rename("newname"); } ......

域操作符 :: • ::identifier 文件域标识符 • classname::identifier 类域标识符 • identifier 当前（或外层）域标识符 bool File::rename(char file_name) { strcpy(File::filename, file_name); }

类和对象的好处 • 将数据和操作组织在一起 • 易于理解 • 易于修改与维护 • 类为对象提供了模板 • 各个对象可以共享类的特征 • 复用 • 下面的话题：封装

何为封装？ 实现（implementation） • 信息隐藏接口（interface）

封装 • 用户角度：简单 • 只了解接口，不了解细节 • 只需要结果，不规定实现方式 • 对象角度：保护 • 信息安全（不直接访问数据） • 安全审计（auditing)

封装在类中的实现 • 类的成员的访问控制 • 公有（public） --公开 • 保护（protected） --适当公开 • 私有 (private) --不公开

访问控制的基本原则 • 类的数据成员一般不公开 • private, protected • 表示接口的函数成员一般公开 • public • 与实现细节有关的函数成员不公开 • private, protected

class File { private: char file_name[100]; int length; Date modify_date; char * content; public: bool copy(File & target); bool rename(char * new_name); bool print(); }; 具有复杂的实现

class File { private: ...... //数据成员 print_file_information(); print_file_contents(); public: bool copy(File & target); bool rename(char * new_name); bool print(); };

类成员的访问 File f1,f2; File *pFile f1.length += 10; cout << pFile->contents; f1.copy(f2); f1.rename("newname"); pFile->print();

可访问规则 • 对类对象的访问遵循作用域规则 • 文件、局部、类作用域 • 对类成员的访问遵循访问控制规则 • 公有、保护、私有

特殊的类成员 • 常量成员 • 对象一旦定义，就不能更改该成员 • 静态成员 • 由该类的所有对象共享 • 对象成员 • 一个类的对象作为另一个类的对象的组成部分

常量成员 class Polygon { const int edge_num; //边的个数 Point point[100]; //各个顶点位置 //...... public: int GetEdgeNumber(); void SetEdgeNumber(int num) { edge_num = num; } ...... };

静态成员 class File { private: static int file_number ; ...... public: static int get_file_number() { return file_number;} };

理解静态成员 File类 file_number(4) get_file_number() 共享 file2 "bfile" file1 "afile" file3 "cfile" file4 "dfile"

静态成员的使用 • 初始化必须在全局范围进行 int File::file_number = 0; class File { static int file_number = 0; ...... }; main() { int File::file_number = 0; ...... }

静态数据成员 • 静态数据成员可以由所有成员函数访问 void File::incFileNumber() { file_number ++; }

静态函数成员 • 静态函数成员只可以访问静态数据成员 int get_file_number() { cout << file_name; ...... return file_number; }

静态成员的用途 • 记录对象个数 • 一般在构造函数中增加，析构函数中递减 • 所有对象共享资源 • 内存、文件、数据库、打印机

对象成员 • 一个或多个对象作为另一个对象的成员

对象成员的意义 • 对象之间的组成关系是对象之间存在的重要关系，它反映了自然界中存在的全局与局部、总体和部分的关系，是面向对象思想的重要组成部分。

对象成员 class Date { int year, month, day; public: SetDate(int y, int m, int d); GetDate(char * date); }; class People { Date birthday; char name[20]; ...... };

对象成员的使用 void People::SetBirthday(int y, int m, int d) { birthday.SetDate(y , m , d); } People mary; mary.SetBirthday(1999,1,2); mary.birthday.year = 1997; //如果year是公有成员

小结 • 类的含义 • 对象的含义 • 类的定义和对象的使用 • 类成员的访问控制 • 特殊的类成员

类与对象 （一）