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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
11、me的实现。,private成员hour、minute和 second不允许外界存取， 所以为类Time增加两个 public成员函数，供外界 设置或显示private成员。,类与结构体,struct Piont int x; int y; void main() Point pt; pt.x=5; pt.y=5; coutpt.xendlpt.yendl; ,class Piont public: int x; int y; void main() Point pt; pt.x=5; pt.y=5; coutpt.xendlpt.yendl;,结构体中默认为访问类型为公有,类中默认为访问类型
12、为私有,定义对象的方法,也可直接写成,(1)先声明类类型，然后再定义对象, private: public: 对象名；,(2)在声明类类型的同时定义对象：,定义形式 class 类名,定义形式 class,(3) 不出现类名，直接定义对象, private: public: 对象名；,2.3 类的成员函数,类的成员函数（类函数）与一般函数的区别：它是属于一个类的成员，出现在类体中。可以被指定为private、public、protected。 一般做法是将需要被外界调用的函数指定为public，作为类对外的接口。,在类外定义成员函数,class Student public: void dis
13、play( ); /公用成员函数原型声明 private: int num; string name; char sex; /以上3行是私有数据成员 ; void Studentdisplay( ) /在类外定义display类函数 coutnum:numendl; coutname:nameendl; coutsex:sexendl; Student stud1,stud2;,在成员函数中访问成员不能加对象名来作为前缀,类的成员函数可以指定为内置函数 对一般的内置函数要用inline声明，但在类里面定义的成员函数，可以省略inline，因为已经被隐含指定为内置函数 如果在类体外定义成员函数，
14、如果要将这些成员函数指定为内置函数，应当用inline作显式声明,inline 成员函数,inline 成员函数,class Student public: inline void display( ); /声明此成员函数为内置函数 private: int num; string name; char sex; ; inline void Studentdisplay( ) / 在类外定义display函数为内置函数 coutnum:numendl; coutname:nameendl; coutsex:sexendl; ,成员函数的存储方式,inline(内置)成员函数也是这种存储方式吗?
15、,?,不论成员函数在类内定义还是在类外定义，成员函数的代码段都用同一种方式存储。,2.4 引用对象成员的方式,class Time public: int hour; int minute; ; Time t,*p; p= Time &t1=t,(2) 用指针变量 (p).成员名 (p). hour,(3) 用指向运算符成员名 p hour,(1) 对象名.成员名 t.hour,（4） 通过引用访问对象中的成员：t1.hour,2.5 类和对象的简单应用,#include using namespace std; class Time public: int hour; int minute;
16、 int sec; ; int main() Time t1; Time ,例,#include using namespace std; class Time public: void set_time() ; void show_time(); private: int hour; int minute; int sec; ;,void Time:set_time() cinhour; cinminute; cinsec; void Time:show_time() couthour“:“minute“:“secendl; ,例 （二）,int main() Time t1; t1.set
17、_time(); t1.show_time(); Time t2; t2.set_time(); t2.show_time(); return 0; ,2.6 类的封装性和信息隐蔽,共有接口与私有实现的分离 声明类时，一般把所有的数据指定为私有的，使它们与外界隔离，把需要外界调用的成员函数指定为公有，外界通过公有的函数实现对数据的操作。 公有的成员函数是用户使用类的公共接口（public interface）。在类外不能直接访问的私有数据成员，可以通过公有成员函数来引用或修改私有数据成员的值 通过成员函数对数据成员进行操作称为类的实现，类中被操作的数据是私有的，实现的细节对用户是隐蔽的，这种实
18、现称为私有实现（private implementation）,接口与实现分离的好处,如果想修改或扩充类的功能，只需要修改类中的有关数据成员和与它有关的成员函数，程序中类外的部分可以不修改。 编译和调试时发现类中的数据读写有错，不必检查整个程序，只需要检查本类中访问这些数据的少数成员函数,类声明和成员函数定义的分离,一般将类的定义放在头文件（.h）中，类的实现放在源文件（.cpp）中，而main主函数可以放在另一个源文件中。在源文件中用#include编译预处理指令包含头文件。,在头文件中进行类的声明,/student.h #include using namespace std; class
19、 Student public: void display( ); private: int num; string name; char sex; ,在另外一个文件中进行函数定义,/student.cpp #include #include“student.h” Void Student:display( ) cout“num”numendl; Cout“name:”nameendl; Cout“sex:”sexendl; ,为了组成一个完整的源程序，还应有包括主函数的源文件：,/main.cpp #include #include“student.h” using namespace st
20、d; int main( ) Student stud; stud.display( ); return 0; ,面向对象程序设计的几个名词,对象 stud 方法 display（） 类的成员函数，是指对数据的操作。只有公有的方法才能被对象外界所激活。 消息 stud.display( ) 由程序语句实现的一个命令，如stud.display（ ）就是向对象stud发出一个消息，通过它执行其中的display方法。,补充习题：,1.定义一个score类，它包含私有数据成员english_score,math_score,physics_score,有公有的成员函数void setscore（int，int，int）和void printscore（）用来设置数据成员的值和输出各数据成员的值。要求在主函数中定义score类的两个对象stu1和stu2，并给stu1和stu2的各成员赋值，并输出两对象的数据成员值。,2.下面是一个计算机类的定义，请完成该类的实现，并定义一个main函数，生成一个该类的对象，分别测试各成员函数的功能。 class counter int value; public: void setvalue(int); void increment(); void decrement(); int getvalue(); void print(); ,