C++深度解析教程学习笔记(5)面向对象
1. 面向对象基本概念
(1)面向对象的意义在于
①将日常生活中习惯的思维方式引入程序设计中
②将需求中的概念直观的映射到解决方案中
③以模块为中心构建可复用的软件系统
④提高软件产品的可维护性和可扩展性
(2)类和对象是面向对象中的两个基本概念
类 |
对象 |
|
概念 |
指的是一类事物,是一个抽象的概念 |
指的是属于某个类的具体实例 |
关系 |
类是一种模型,这种模型可以创建出不同的对象。一个类可以有很多对象。 |
对象实体是类模型的一个具体实例。一个对象必然属于某个类 |
意义 |
类用于抽象的描述一类事物所特有的属性和行为。如电脑拥有CPU、内存和硬盘,并县城可以开机和运行程序 |
对象是具体的事物,拥用所属类中描述的一切属性和行为。如每一只老虎都有不同的体重、不同的食量和不同的性情。 |
2.类之间的基本关系
(1)继承
①从已存在类细分出来的类和原类之间具有继承关系(is-a)
②继承的类(子类)拥有原类(父类)的所有属性和行为
(2)组合
①一些类的存在必须依赖于其它的类,这种关系叫组合
②组合的类在某一个局部上由其它的类组成
3.类的表示法
- #include <stdio.h>
- struct Biology
- {
- bool living;
- };
- struct Animal : Biology
- {
- bool movable;
- void findFood(){};
- };
- struct Plant : Biology
- {
- bool growable;
- };
- struct Beast : Animal
- {
- void sleep(){};
- };
- struct Human : Animal
- {
- void sleep(){};
- void work(){};
- };
- int main()
- {
- return ;
- }
4.类的封装
4.1.封装的基本概念
(1)类通常分为两个部分:类的实现细节、类的使用方式。当使用类时,不需要关心其实现细节。当创建类时,才需要考虑其内部实现细节
我们在创建类的时候,要将复杂的细节封装在内部,不让使用者知道,给使用者一些非常简单的接口就可以。
(2)根据经验,并不是类的每个属性都是对外公开的,但一些属性是对外公开的。
(3)必须在类的表示法中定义属性和行为的公开级别
4.2. C++中类的封装
(1)成员变量:C++中用于表示类属性的变量
(2)成员函数:C++中用于表示类行为的函数
(3)C++中可以给成员变量和成员函数定义访问级别(如 public、private 等)
- #include <stdio.h>
- struct Biology
- {
- bool living;
- };
- struct Animal : Biology
- {
- bool movable;
- void findFood() {};
- };
- struct Plant : Biology
- {
- bool growable;
- };
- struct Beast : Animal
- {
- void sleep() {};
- };
- struct Human : Animal
- {
- void sleep() {};
- void work() {};
- };
- struct Girl : Human
- {
- private:
- int age;
- int weight;
- public:
- void print()
- {
- age = ;
- weight = ;
- printf("I'm a girl, I'm %d years old.\n", age);
- printf("My weigth is %d kg.\n", weight);
- };
- };
- struct Boy : Human
- {
- private:
- int height;
- int salary;
- public:
- int age;
- int weight;
- void print()
- {
- height = ;
- salary = ;
- printf("I'm a boy, my height is %d cm.\n", height);
- printf("My salary is %d RMB.\n", salary);
- };
- };
- int main()
- {
- Girl g;
- Boy b;
- g.print();
- b.age = ;
- b.weight = ;
- //b.height = 180;//Error: private
- b.print();
- return ;
- }
4.3. 类成员的作用域
(1)类成员的作用域只在类的内部,外部无法直接访问
(2)成员函数可以直接访问成员变量和调用成员函数
(3)类的外部可以通过类变量访问 public 成员
(4)类成员的作用域与访问级别没有关系。(注意 C++中用 struct 定义的类中所有成员默认为 public,而 class 定义的类成员的默认属性为 private)
类成员的作用域
- #include <stdio.h>
- int i = ;
- struct Test
- {
- private:
- int i;
- public:
- int j;
- int getI()
- {
- i = ;
- return i;
- }
- };
- int main()
- {
- int i = ;
- Test test;
- test.j = ;
- printf("main: i = %d\n", i); //i = 2;
- printf("::i = %d\n",::i); //::i = 1;
- //printf("test.i = %d\n", test.i); //Error
- printf("test.j = %d\n", test.j); //test.j = 4
- printf("test.getI() = %d\n", test.getI()); //test.getI() = 3
- return ;
- }
类通常可分为使用方式和内部细节两部分,类的封装机制使得使用方式和内部细节相分离,C++中通过定义类成员的访问级别实现封装机制,public 成员可在类的内部和外界访问和调用,private 成员只能在类的内部被访问和调用。
5.类的关键字
(1)struct 在 C 语言中己经有了自己的含义,必须继续兼容
(2)在 C++中提供了新的关键字 class 用于类定义
(3)class 和 struct 的用法完全相同。但 C++中用 struct 定义的类中所有成员默认访问级别为 public,而 class 定义的类成员的默认访问级别为 private
- #include <stdio.h>
- struct A
- {
- //默认访问级别为public
- int i;
- int getI(){return i;};
- };
- class B
- {
- //默认访问级别为private
- int i;
- int getI(){return i;};
- };
- int main()
- {
- A a;
- B b;
- a.i = ;//ok
- printf("a.getI() = %d\n", a.getI());
- //b.i = 4; //Error: private
- //printf("b.getI() = %d\n", b.getI()); //Error: private
- return ;
- }
开发一个用于四则运算的类
- //operator.h
- #ifndef _OPERATOR_H_
- #define _OPERATOR_H_
- class Operator
- {
- private:
- char mOp; //操作符
- double mP1; //操作数1
- double mP2; //操作数2
- public:
- bool setOperator(char op);
- void setParameter(double p1, double p2);
- bool result(double& r);
- };
- #endif
- //operator.cpp
- #include "operator.h"
- bool Operator::setOperator(char op)
- {
- bool bRet = (op == '+') || (op == '-') || (op == '*') || (op == '/');
- if (bRet)
- {
- mOp = op;
- }
- else
- {
- mOp = '\0';
- }
- return bRet;
- }
- void Operator::setParameter(double p1, double p2)
- {
- mP1 = p1;
- mP2 = p2;
- }
- bool Operator::result(double& r)
- {
- bool bRet = true;
- switch (mOp)
- {
- case '/':
- if ((-0.000000001<mP2) && (mP2 <0.000000001))
- {
- bRet = false;
- }
- else
- {
- r = mP1 / mP2;
- }
- break;
- case '+':
- r = mP1 + mP2;
- break;
- case '-':
- r = mP1 - mP2;
- break;
- case '*':
- r = mP1 * mP2;
- break;
- }
- return bRet;
- }
- //main.cpp
- #include <stdio.h>
- #include "operator.h"
- int main()
- {
- Operator op;
- double r = ;
- op.setOperator('/');
- op.setParameter(, );
- if (op.result(r))
- {
- printf("r = %lf\n", r);
- }
- else
- {
- printf("Calculate error!\n");
- }
- return ;
- }
6.类声明和实现的分离
(1).h 头文件只用类的声明:成员变量和成员函数
(2).cpp 源文件中完成类的其它实现(如成员函数的实现)
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