类和对象0000.ppt
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1、结构化程序设计的特点: 是一种自上而下、逐步细化的模块化程序设计方法。 Wirth N的观点:算法 + 数据结构 = 程序 是一种面向过程程序设计方法,即一个程序是由多个过程(在C+中为函数)模块组成,过程之间通过函数参数和全局变量进行相互联系。,结构化程序设计,第二章 类和对象,什么是对象: 现实世界是由各种各样的事物组成,包括真实的事物和抽象的事物。例如,人、动物、汽车(真实的事物)和程序、直线(抽象的事物)等。 每一类事物都有自己特定的属性(如大小、形状、重量等)和行为(如生长、行走、转弯、运算等),人们通过研究事物的属性和行为而认识事物。 在计算机科学中将这些现实世界中的事物称之为对象
2、。对象是包含现实世界中事物特征的抽象实体,它反映了系统为之保存信息和与之交互的方法。 在程序设计领域,可以用如下公式表示: 对象 = 数据 + 作用于这些数据上的操作,2.1面向对象程序设计方法及特征,为了描述属性和行为相同的一类对象,引入了类(class)的概念。 类是具有相同数据结构(属性)和相同操作功能(行为)的对象的集合,它规定了这些对象的公共属性和行为方法。 对象是类的一个实例,例如,汽车是一个类,而行驶在公路上的一辆汽车则是一个对象。 对象和类的关系相当于程序设计语言中变量和变量类型的关系。,什么是类:,面向对象程序设计方法的基本特征,面向对象程序设计方法具有四个基本特征: 抽象
3、封装 继承 多态性,1. 抽象 抽象是人类认识问题的最基本手段之一。抽象是指对具体问题(对象)进行概括,抽出一类对象的公共属性和行为并加以描述的过程。类是对象的抽象,对象是类的特例。,2. 封装 封装是把每个对象的数据(属性)和操作(行为)包装在一个类中。一旦定义了对象的属性和行为,则必须决定哪些属性和行为只用于表示内部状态,哪些属性和行为在外部是可见的。 一般限制直接访问对象的属性,而应通过操作接口访问,这样使程序中模块之间关系更简单、数据更安全。对程序的修改也仅限于类的内部,使得由于修改程序所带来的影响局部化。,3. 继承 继承是指一个新类可以从现有的类派生而来。新类继承了现有类的特性,包
4、括一些属性和行为,并且可以修改或增加新的属性和行为,使之适合具体的需要。 例如,所有的Windows应用程序都有一个窗口,它们可以看作都是从一个窗口类派生出来的,但有的应用程序用于文字处理,有的应用程序用于绘图,这是由于派生出了不同的类,它们增加了不同的属性和行为。 继承很好地解决了软件的可重用性问题。,4. 多态性 多态性是指类中具有相似功能的不同函数使用同一个名称来实现,并允许不同类的对象对同一消息作出的响应不相同。 例如,同样的“编辑|粘贴”操作,在字处理程序和绘图程序中有不同的结果;同样的加法,把两个时间值相加和把两个整数相加的要求肯定不同。 多态性使程序设计灵活、抽象,具有行为共享和
5、代码共享的优点,很好地解决了程序的函数同名问题。,OOP围绕现实世界的概念来组织模块,采用对象描述问题空间的实体,用程序代码模拟现实世界中的对象,使程序设计过程更自然、更直观。 SP是以功能为中心来描述系统,而OOP是以数据为中心来描述系统。相对于功能而言,数据具有更强的稳定性。 OOP模拟了对象之间的通信。就象人们之间互通信息一样,对象之间也可以通过消息进行通信。这样,我们不必知道一个对象是怎样实现其行为的,只需通过对象提供的接口进行通信并使用对象所具有的行为功能。,面向对象程序设计的特点(一):,OOP把一个复杂的问题分解成多个能够完成独立功能的对象(类),然后把这些对象组合起来去完成这个
6、复杂的问题。 一个对象可由多个更小的对象组成,如汽车由发动机、传送系统和排气系统等组成。这些对象(类)可由不同的程序员来设计,可在不同程序中使用,就象一个汽车制造商使用许多零部件去组装一辆汽车,而这些零部件可能不是自己生产的。 采用面向对象模式就象在流水线上工作,我们最终只需将多个零部件(已设计好的对象)按照一定关系组合成一个完整的系统。,面向对象程序设计的特点(二):,2.2 类的声明和对象的定义,类和对象的关系: 对象的类型称为类(class)。类代表了一批对象的共性和特征。 类是对象的模板,是用来定义对象的一种抽象类型 类是抽象的,不占内存,对象是具体的,占用存储空间。,为了支持面向对象
7、程序设计,C+在C语言结构(struct)数据类型的基础上引入了类这种抽象数据类型。 C+面向对象编程实质上就是面向类编程,只有定义和实现了类,才能声明属于这个类的对象,才能通过对象使用定义的成员。 传统C程序员把编程重点放在函数的编写上,而C+程序员把重点放在类的定义和实现上。,C+类,C+类将对象的属性抽象为数据成员,将对象的行为抽象为成员函数,并对它们进行封装。数据成员又称成员变量,成员函数又称为方法。 C+类在形式上类似于C语言中用户自定义的结构类型,但定义类时规定了成员的访问控制权限。对象只能访问所属类的公有成员,而类的私有成员只能在类的成员函数中被访问。,类的定义与实现,class
8、 private: ; public: ; protected: ; ;,C+类定义的基本形式:,类的定义由关键字class开始,其后为用户定义的类名,花括号括起来的部分称为类体。 关键字private、public和protected称为访问权限控制符,用来设置数据成员和成员函数的访问属性,其默认值为private。 private属性表示数据成员和成员函数是类的私有成员,它们只允许被本类的成员函数访问或调用,数据成员一般定义为private属性;,说明:,public属性表示数据成员和成员函数是类的公有成员,它们允许被本类或其它类的成员函数(通过对象)访问或调用,是类的外部接口,成员函数一
9、般定义为public属性; protected属性表示数据成员和成员函数是类的保护成员,它们允许被本类的成员函数和派生类的成员函数访问或调用。,说明:,class Time private: / 最好不要省略private int hour; / 数据成员,表示小时 int minute; / 数据成员,表示分钟 int second; / 数据成员,表示秒 public: void setTime(int, int, int); / 成员函数,设置时间 void showTime(); / 成员函数,输出时间 ;,例 定义类Time(表示时间)。,私有数据成员hour、minute 和sec
10、ond只能在类的成员 函数中被访问或赋值;,公有成员函数setTime、showTime 可在外部被调用,但必须通过一个 对象作为对象的成员使用。,利用C+类进行面向对象编程,定义类的成员只是完成了工作的第一步,最重要的工作是实现定义的类。 类的实现实质上是类的成员函数的实现,即定义类的成员函数。 成员函数的定义形式与一般函数的定义形式基本相同,但必须在成员函数名前加上类名和作用域限定符(:)。 成员函数的定义也可放在类体内(该函数声明之处),这时成员函数将变成内置函数。,类的实现:,void Time:setTime(int h, int m, int s) hour=(h=0 ,例 类Ti
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