C++ Programming Language04.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,School of Computer Science&Engineering,Xidian University,C+,程序设计,|,杨寒,2007 XIDIAN.EDU.CN,C+,语言程序设计,类和对象,_,扩展,主要内容,组合与对象成员,const,成员函数,静态成员,友元关系,Q&A,2,类的组合,描述的是一个类内嵌其他类的对象作为成员的情况，它们之间的关系是一种包含与被包含的关系,当创建类的对象时，如果这个类具有内嵌对象成员，那么各个内嵌对象也将被自动创建,在创建对象时，既要对本类的数据成员进行初始化，又要对内嵌对象成员进行初始化,组合类构造函数的一般形式,类名,:,类名,(,形参表,):,内嵌对象,1(,形参表,),内嵌对象,2(,形参表,),构造函数的执行顺序为：按照内嵌对象声明的顺序依次调用内嵌对象的构造函数，最后再调用自身的构造函数,3,例：,Line,类与,MyPoint,类,#include,class,MyPoint,public:,MyPoint(int,xp,int,yp,);,MyPoint(const,MyPoint,/copy constructor declaration,MyPoint,&operator=(const,MyPoint,&,rhs,);,MyPoint,();,int,getX,();,int,getY,();,private:,int,x,y;,;,4,例：,Line,类与,MyPoint,类,#include,#include,MyPoint.h,int,MyPoint:getX,(),return x;,int,MyPoint:getY,(),return y;,MyPoint:MyPoint(int,xp,int,yp,),x=,xp,;,y=,yp,;,cout,Class,MyPoints,Constructor was called.n;,MyPoint:MyPoint,(),cout,Destructor was called.n;,MyPoint:MyPoint(const,MyPoint,&p),x=,p.x,;,y=,p.y,;,cout,Class,MyPoints,Copy constructor was called.n;,5,例：,Line,类与,MyPoint,类,#include,#include,mypoint.h,class Line,public:,Line(MyPoint,pa,MyPoint,pb,);/,构造函数,Line(const,Line&,ln,);/copy constructor declaration,Line&operator=(const Line&,rhs,);,Line();,double,getLen,();,void draw();/,绘出线段,private:,MyPoint,p1,p2;/,线段的两个端点,double length;/,线段长度,;,6,组合与对象成员,成员对象的构造顺序按类定义的出现顺序，最后执行自身构造函数,若子对象对应的类的构造函数有参数，那么包含子对象的类必须使用初始化列表的方式先初始化子对象，不仅体现在构造函数实现，而且体现在拷贝构造函数实现。,函数调用顺序：先调用内嵌对象的构造函数（按内嵌时的声明顺序，先声明者先构造）,然后调用本类的构造函数（,析构函数的调用顺序相反,）,调用默认构造函数（即无形参的），则内嵌对象的初始化也将调用相应的默认构造函数,7,主要内容,组合与对象成员,const,成员函数,静态成员,友元关系,Q&A,8,Const,成员函数,const,对象就是值不会改变的对象,对于,const,对象或对,const,对象的引用来说，编译器不允许你在其上调用任何方法，,除非可以保证所调用的方法不会修改任何数据成员,要保证一个方法不会修改数据成员，具体做法就是将方法本身用,const,关键字来标记。,例如：修改后的,MyPoint,类,9,const,成员函数,#include,class,MyPoint,public:,MyPoint(int,xp,int,yp,);,MyPoint(const,MyPoint,/copy constructor declaration,MyPoint,&operator=(const,MyPoint,&,rhs,);,MyPoint,();,int,getX,(),const,;,int,getY,(),const,;,private:,int,x,y;,;,10,const,成员函数,#include,#include,MyPoint.h,int,MyPoint:getX,(),const,return x;,int,MyPoint:getY,(),const,return y;,11,const,成员函数,const,规范（即指定为,const,）是函数原型的一部分，在方法定义中也必须带上,const,如果把一个成员函数声明为,const,，但它却会修改数据成员，则编译器会报错,非,const,对象可以调用,const,和非,const,成员函数，而,const,对象只能调用,const,方法；,建议：将所有不会修改对象数据成员的成员函数都声明为,const,，这样就可以在程序中使用,const,对象或其引用,12,主要内容,组合与对象成员,const,成员函数,静态成员,友元关系,Q&A,13,静态成员,全局对象是实现数据共享的一种方法，由于它处处可见，因此不够安全，应尽量在程序中少用全局对象,实现类的多个对象之间的数据共享，可使用静态成员,静态成员包括静态数据成员和静态成员函数,静态成员用关键字,static,说明,14,静态数据成员,A variable that is part of a class,yet is not part of an object of that class,is called a,static member,.,There is exactly one copy of a static member instead of one copy per object,as for ordinary non-static members.,15,静态数据成员,在一个类中，若将一个数据说明为,static,，则该数据称为静态数据，它告诉编译器无论建立多少个该类的对象，都只有一个静态数据的拷贝，这个拷贝被所有类对象共享,静态数据属于类而共享，不属于对象独有。它的值对每个对象都是一样的,对静态数据成员的值的更新，即是对所有对象的该静态数据成员值的更新,静态数据使用关键字,static,，静态数据成员在类体中说明，在类体外定义，以分配存储空间并初始化,16,静态数据成员,/,mypoint.h,#include,class,MyPoint,public:,MyPoint(int,xp,int,yp,);,MyPoint(const,MyPoint,/copy constructor declaration,MyPoint,&operator=(const,MyPoint,&,rhs,);,MyPoint,();,int,getX,()const;,int,getY,()const;,int,getId,()const;,private:,int,x,y;,int,id;,static,int,count;,;,17,静态数据成员,/,mypoint.cpp,#include,#include,MyPoint.h,int,MyPoint:count,=0;,MyPoint:MyPoint(int,xp,int,yp,),id=count+;,x=,xp,;,y=,yp,;,cout,Class,MyPoints,Constructor was called.n;,MyPoint:MyPoint(const,MyPoint,&p),id=count+;,x=,p.x,;,y=,p.y,;,cout,Class,MyPoints,Copy constructor was called.n;,int,MyPoint:getId,()const return id;,18,静态数据成员,MyPoint,类的四个对象的存储分配情况，每个对象具有自身整型变量的拷贝内存空间，而共享静态数据成员,count,在存储上只需一处拷贝就可以供所有对象使用。,MyPoint,p3,int,x,y,id,;,MyPoint,p2,int,x,y,id,;,MyPoint,p4,int,x,y,id,;,MyPoint,p1,int,x,y,id,;,static,int,c;,19,静态数据成员,静态数据成员属于类，而不属于对象,静态数据成员也分为公有及私有,在类外只能访问公有的静态数据成员，需通过类名进行访问，如：,id=,MyPoint:count,+;,在类内可以直接访问所有的静态数据成员，采用直接访问的方式，如：,id=count+;,构造函数不对类的静态数据成员进行分配空间和初始化，需在源文件（如,MyPoint.cpp,）中为其分配空间和初始化。,与常规数据成员不同，静态数据成员会默认初始化为,0,20,静态成员函数,A function that needs access to members of a class,yet does not need to be invoked for a particular object,is called a static member function.,21,静态成员函数,静态成员函数的说明和定义与静态数据成员一样，函数实现可在类体内，也可在类体外，与一般成员函数相同,在静态成员函数的实现中，可以直接使用静态成员，可以通过对象来使用非静态成员,调用时,不捆绑对象,所以,不能直接操作对象和其成员,若需访问该类对象,必须以参数传递之,静态成员函数一般设计为公有的,以访问私有静态数据成员为目的,调用方式是以类名加域操作符,:,后跟静态成员函数,22,主要内容,组合与对象成员,const,成员函数,静态成员,友元关系,Q&A,23,友元关系,类具有封装性，类中的私有数据只有通过该类的成员函数才可以访问。如果在程序中需要访问类的私有成员，就必须通过对象来调用类的成员函数，频繁调用成员函数将影响程序运行效率,为解决上述问题，,C+,提供一种友元机制，友元可以不通过调用成员函数就可以直接访问类的私有数据，以提高程序运行效率,友元机制在数据封装这堵不透明的墙上开了一个小孔，友元的使用要慎重,友元可以是一个函数，称为友元函数；友元可以是一个类，称为友元类,24,友元函数,An ordinary member function declaration specifies three logically distinct things,：,The function can access the private part of the class declaration and,the function is in the scope of the class and,the function must be invoked on an object(has a this pointer).,By declaring a member function,static,we can give it the first two properties only.By declaring a function a,friend,we can give it the first property only.,25,友元函数,友元函数具有下述特点：,在类体内声明，在函数的类型说明符前加关键字,friend,在类体外定义，定义格式与普通函数相同（不需再加,friend,关键字）,友元函数是非成员函数，在调用上与普通函数相同,友元函数可以直接访问该类中的私有成员,26,友元函数,class Line;,class,MyPoint,public:,friend double,distance(const,MyPoint,&p,const Line&,ln,);,private:,;,class Line,public:,friend double,distance(const,MyPoint,&p,const Line&,ln,);,private:,;,27,友元函数,/,mypoint.cpp,double,distance(const,MyPoint,&p,const Line&,ln,),return(p.x+p.y+ln.length)/3;,若以成员函数方式实现，则其无法直接访问两个（或多个）类的私有数据成员,若以普通函数的身份实现，需要调用成员函数去访问私有数据成员，如果需要访问大量数据成员，则影响效率；而用友元之后，可以直接访问之,28,友元函数,友元函数另一作用：用在无法成员化的运算符重载中，例如：,class,MyPoint,friend,ostream,&operator(,ostream,&,ostr,const,MyPoint,&p),;,ostream,&operator(,ostream,&,ostr,const,MyPoint,&p),ostr,“(“,p.x,“,”,p.y,“)n”;,return,ostr,;,29,友元类,如果要使一个类,B,能访问另外一个类,A,的私有成员，可以将该类,B,声明为另一个类,A,的友元。声明方法和友员函数相同，即在关键词,class,前加上,friend,友员类的所有成员函数都可以当作该类的友员函数,，能访问该类的私有和保护成员,例如：在类,A,的定义中加上语句,friend class B,；,则类,B,为类,A,的友员类,30,友元类,#include,/,友元的宿主类,class,BigBrother,friend class Sister;/,声明友元类,public:,BigBrother,():money(100);/,将初始的金钱数设置为,100,void,spendMoney,(),money-;,int,checkMoney,(),return money;,private:,int,money;,;,31,友元类,/,友元类的定义,class Sister,public:,void,takeMoney(BigBrother,&brother),brother.money,-=10;,;,32,友元关系,友元关系不具有对称性,友元关系不具有传递性,友元关系不能被继承,友元的作用主要是为了提高程序的运行效率和方便编程。但随着硬件性能的提高，友元的作用也不明显；而且，友元破坏了类的封装性，所以在使用时，应权衡利弊,33,