C++对象和类概述

11 对象和类

11.1 过程式和面向对象编程

面向过程编程：先考虑函数，然后再细化到数据

面向对象编程：对象（数据+函数）

11.2 抽象和类

在计算中，抽象是根据与用户的接口来表示信息的关键步骤。

11.2.1 什么是类型？

总之，只当基本类型完成了三项工作

• 1.决定数据对象需要的内存数量
• 2.决定如何解释内存中的位(long和float在内存中占用的位数相同，但将它们转换位数值的方法不同)
• 3.决定可使用数据对象执行的操作或方法

11.2.2 C++中的类

类是一种将抽象转换为用户定义类型的C++工具，它将数据表示和操纵数据的方法组合成一个整洁的包。

自定义类的思路：以股票为例

1.首先要思考要将什么作为一个基本单位：你可以把一个人目前持有的某只股票作为一个基本单位

2.需要哪些功能（方法）

1. 获得股票
2. 增持
3. 卖出股票
4. 更新股票价格
5. 显式关于所持股票的信息
1
2
3
4
5

3.需要存储哪些信息

1. 公司名称
2. 所持股票的数量
3. 每股的价格
4. 股票总值
1
2
3
4

4.定义类

• 1.类声明：以数据成员的方式描述数据部分，以成员函数(方法)的方式描述共有接口。
• 2.类方法定义：描述如何实现类成员函数

什么是接口?

接口是一个共享框架，供两个系统交互时使用。—如在计算机和打印机之间或者用户或计算机程序之间。

接口的含义：让程序员能够编写与类对象交互的代码，从而让程序能够使用类对象。

11.2.3 访问控制

使用类对象的程序都可以直接访问公有部分，但只能通过公有成员函数来访问对象的私有成员。因此公有成员函数是程序和对象的私有成员之间的桥梁，提供了对象和程序之间的接口。

数据隐藏：程序无法访问对象的私有成员。它保证了数据的完整性。（不仅不允许程序员直接访问数据，而且确定了函数的接口，然后当你发现更好的方式实现函数时，你可以直接更改函数具体的实现而无需更改接口，这提高了程序的可维护性）

封装：数据隐藏(将数据放入类的私有成员)，在私有部分中隐藏实现的函数细节，将类函数定义放在与类声明分开的文件中。

11.2.4 成员访问控制 Public or Private?

不必在类声明中使用关键字private，因为这是类对象的默认访问控制。

class World
{
        float mass; // private by default
        char name[20]; // private by default
    public:
        void tellall(void);
        ...
};
1
2
3
4
5
6
7
8

类和结构体的区别？

唯一的区别是结构体的默认访问类型是public，而类的默认类型是private。c++程序员通常使用类来实现类描述，同时将结构体限制为表示纯数据对象(通常称为普通的老式数据结构，或POD结构)。

11.2.5 实现类成员函数

类成员函数与普通函数的区别：

• 1.定义类成员函数时，使用作用域解析运算符(::)来标识函数所属的类；
• 2.类方法可以访问类的private组件

类作用域：

//这两个类成员函数相互不干扰
void Stock::update(double price);
void Buffoon::update()
1
2
3

一个类成员函数可以直接使用同类下的其他成员函数而无需：：符号（在类定义或成员函数定义中都可），但是其他地方必须使用class::符号，eg:Stock::update()。

11.2.6 内联方法

定义位于类声明中的函数都将自动成为内联函数。

下面这两种定义是等价的：

class Stock // class declaration
{
private:
	...
	void set_tot() { total_val = shares * share_val; }//是个内联函数
public:
	...
}; // note semicolon at the end
#endif

class Stock
{
private:
	...
	void set_tot(); // definition kept separate
public:
	...
};
inline void Stock::set_tot() // use inline in definition
{
	total_val = shares * share_val;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

11.2.7 方法使用哪个对象？

调用成员函数时，它将使用被用来调用它的对象的数据成员。

下面这两个函数调用使用的是各自的shares and share_val：

Stock kate, joe;
kate.show(); // the kate object calls the member function
joe.show(); // the joe object calls the member function
1
2
3

所创建的每个新对象都有自己的存储空间，用于存储其内部变量和类成员；但同一个类的所有对象共享同一组类方法，及每种方法只有一个副本。

在OOP中，调用成员函数被称为发送消息，因此将同样的消息发送给两个不同的对象将调用同一个方法，但该方法被用于两个不同的对象。见下图。

11.2.8 使用类

C++的目标是使得使用类与使用基本的内置类型(如int和char)尽可能相同。

基本上基本类型能做的自定义的类也能做。