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1、第第8章章 类和对象类和对象第第9章章 关于类和对象的进一步讨论关于类和对象的进一步讨论第第10章章 运算符重载运算符重载第第3 3篇篇基于对象的程序设计基于对象的程序设计第第8章章 类和对象类和对象8.1 面向对象程序设计方法概述面向对象程序设计方法概述8.2 类的声明和对象的定义类的声明和对象的定义8.3 类的成员函数类的成员函数8.4 对象成员的引用对象成员的引用8.5 类的封装性和信息隐蔽类的封装性和信息隐蔽8.6 类和对象的简单应用举例类和对象的简单应用举例到目前为止，我们介绍的是到目前为止，我们介绍的是C+在面向过程的程序设在面向过程的程序设计中的应用。对于规模比较小的程序，编程者
2、可以直计中的应用。对于规模比较小的程序，编程者可以直接编写出一个面向过程的程序，详细地描述每一瞬时接编写出一个面向过程的程序，详细地描述每一瞬时的数据结构及对其的操作过程。但是当程序规模较大的数据结构及对其的操作过程。但是当程序规模较大时，就显得力不从心了。时，就显得力不从心了。C+就是为了解决编写大程就是为了解决编写大程序过程中的困难而产生的。序过程中的困难而产生的。8.1 面向对象程序设计方法概述面向对象程序设计方法概述面向对象的程序设计的思路和人们日常生活中处理问面向对象的程序设计的思路和人们日常生活中处理问题的思路是相似的。在自然世界和社会生活中，一个题的思路是相似的。在自然世界和社会
3、生活中，一个复杂的事物总是由许多部分组成的。复杂的事物总是由许多部分组成的。当人们生产汽车时，分别设计和制造发动机、底盘、当人们生产汽车时，分别设计和制造发动机、底盘、车身和轮子，最后把它们组装在一起。在组装时，各车身和轮子，最后把它们组装在一起。在组装时，各部分之间有一定的联系，以便协调工作。部分之间有一定的联系，以便协调工作。这就是面向对象的程序设计的基本思路。这就是面向对象的程序设计的基本思路。为了进一步说明问题，下面先讨论几个有关的概念。为了进一步说明问题，下面先讨论几个有关的概念。8.1.1 什么是面向对象的程序设计什么是面向对象的程序设计1.对象对象客观世界中任何一个事物都可以看成
4、一个对象客观世界中任何一个事物都可以看成一个对象(object)。对象可大可小。对象是构成系统的基本单位。对象可大可小。对象是构成系统的基本单位。任何一个对象都应当具有这两个要素，即属性任何一个对象都应当具有这两个要素，即属性(attribute)和行为和行为(behavior)，它能根据外界给的它能根据外界给的信息进行相应的操作。一个对象往往是由一组属性和信息进行相应的操作。一个对象往往是由一组属性和一组行为构成的。一般来说，凡是具备属性和行为这一组行为构成的。一般来说，凡是具备属性和行为这两种要素的，都可以作为对象。两种要素的，都可以作为对象。在一个系统中的多个对象之间通过一定的渠道相互联
5、在一个系统中的多个对象之间通过一定的渠道相互联系，如图系，如图8.1示意。要使某一个对象实现某一种行为示意。要使某一个对象实现某一种行为(即操作即操作)，应当向它传送相应的消息。对象之间就是，应当向它传送相应的消息。对象之间就是这样通过发送和接收消息互相联系的。这样通过发送和接收消息互相联系的。图图8.1 图图8.2面向对象的程序设计采用了以上人们所熟悉的这种思面向对象的程序设计采用了以上人们所熟悉的这种思路。使用面向对象的程序设计方法设计一个复杂的软路。使用面向对象的程序设计方法设计一个复杂的软件系统时，首要的问题是确定该系统是由哪些对象组件系统时，首要的问题是确定该系统是由哪些对象组成的，
6、并且设计这些对象。在成的，并且设计这些对象。在C+中，每个对象都是中，每个对象都是由数据和函数由数据和函数(即操作代码即操作代码)这两部分组成的这两部分组成的,见图见图8.2。数据体现了前面提到的数据体现了前面提到的“属性属性”，如一个三角形对象，如一个三角形对象，它的它的3个边长就是它的属性。函数是用来对数据进行个边长就是它的属性。函数是用来对数据进行操作的，以便实现某些功能，例如可以通过边长计算操作的，以便实现某些功能，例如可以通过边长计算出三角形的面积，并且输出三角形的边长和面积。计出三角形的面积，并且输出三角形的边长和面积。计算三角形面积和输出有关数据就是前面提到的行为，算三角形面积和
7、输出有关数据就是前面提到的行为，在程序设计方法中也称为方法在程序设计方法中也称为方法(method)。调用对象中调用对象中的函数就是向该对象传送一个消息的函数就是向该对象传送一个消息(message)，要求要求该对象实现某一行为该对象实现某一行为(功能功能)。2.封装与信息隐蔽封装与信息隐蔽可以对一个对象进行封装处理，把它的一部分属性和可以对一个对象进行封装处理，把它的一部分属性和功能对外界屏蔽，也就是说从外界是看不到的功能对外界屏蔽，也就是说从外界是看不到的,甚至甚至是不可知的。是不可知的。这样做的好处是大大降低了操作对象的复杂程度。这样做的好处是大大降低了操作对象的复杂程度。面向对象程序设
8、计方法的一个重要特点就是面向对象程序设计方法的一个重要特点就是“封装性封装性”(encapsulation)，所谓所谓“封装封装”，指两方面的含，指两方面的含义：义：一是将有关的数据和操作代码封装在一个对象一是将有关的数据和操作代码封装在一个对象中，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立，互中，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立，互不干扰。二是将对象中某些部分对外隐蔽，即隐蔽其不干扰。二是将对象中某些部分对外隐蔽，即隐蔽其内部细节，只留下少量接口，以便与外界联系，接收内部细节，只留下少量接口，以便与外界联系，接收外界的消息。这种对外界隐蔽的做法称为信息隐蔽外界的消息。这种对外界隐蔽的做法称
9、为信息隐蔽(imformation hiding)。信息隐蔽还有利于数据安全，信息隐蔽还有利于数据安全，防止无关的人了解和修改数据。防止无关的人了解和修改数据。C+的对象中的函数名就是对象的对外接口，外界可的对象中的函数名就是对象的对外接口，外界可以通过函数名来调用这些函数来实现某些行为以通过函数名来调用这些函数来实现某些行为(功能功能)。这些将在以后详细介绍。这些将在以后详细介绍。3.抽象抽象在程序设计方法中，常用到抽象在程序设计方法中，常用到抽象(abstraction）这一这一名词。抽象的过程是将有关事物的共性归纳、集中的名词。抽象的过程是将有关事物的共性归纳、集中的过程。过程。抽象的作
10、用是表示同一类事物的本质。抽象的作用是表示同一类事物的本质。C和和C+中的中的数据类型就是对一批具体的数的抽象。数据类型就是对一批具体的数的抽象。对象是具体存在的，如一个三角形可以作为一个对象，对象是具体存在的，如一个三角形可以作为一个对象，10个不同尺寸的三角形是个不同尺寸的三角形是10个对象。如果这个对象。如果这10个三角个三角形对象有相同的属性和行为，可以将它们抽象为一种形对象有相同的属性和行为，可以将它们抽象为一种类型，称为三角形类型。在类型，称为三角形类型。在C+中，这种类型就称为中，这种类型就称为“类类(class)”。这这10个三角形就是属于同一个三角形就是属于同一“类类”的对象
11、。类是对象的抽象，而对象则是类的特例，或的对象。类是对象的抽象，而对象则是类的特例，或者说是类的具体表现形式。者说是类的具体表现形式。4.继承与重用继承与重用如果在软件开发中已经建立了一个名为如果在软件开发中已经建立了一个名为A的的“类类”，又想另外建立一个名为又想另外建立一个名为B的的“类类”，而后者与前者内，而后者与前者内容基本相同，只是在前者的基础上增加一些属性和行容基本相同，只是在前者的基础上增加一些属性和行为，只需在类为，只需在类A的基础上增加一些新内容即可。这就的基础上增加一些新内容即可。这就是面向对象程序设计中的继承机制。利用继承可以简是面向对象程序设计中的继承机制。利用继承可以
12、简化程序设计的步骤。化程序设计的步骤。“白马白马”继承了继承了“马马”的基本特征，又增加了新的特的基本特征，又增加了新的特征征(颜色颜色)，“马马”是父类，或称为基类，是父类，或称为基类，“白马白马”是是从从“马马”派生出来的，称为子类或派生类。派生出来的，称为子类或派生类。C+提供了继承机制，采用继承的方法可以很方便地提供了继承机制，采用继承的方法可以很方便地利用一个已有的类建立一个新的类。这就是常说的利用一个已有的类建立一个新的类。这就是常说的“软件重用软件重用”(software reusability)的思想。的思想。5.多态性多态性如果有几个相似而不完全相同的对象，有时人们要求如果有
13、几个相似而不完全相同的对象，有时人们要求在向它们发出同一个消息时，它们的反应各不相同，在向它们发出同一个消息时，它们的反应各不相同，分别执行不同的操作。这种情况就是多态现象。如，分别执行不同的操作。这种情况就是多态现象。如，在在Windows环境下，用鼠标双击一个文件对象环境下，用鼠标双击一个文件对象(这就这就是向对象传送一个消息是向对象传送一个消息)，如果对象是一个可执行文，如果对象是一个可执行文件，则会执行此程序，如果对象是一个文本文件，则件，则会执行此程序，如果对象是一个文本文件，则启动文本编辑器并打开该文件。启动文本编辑器并打开该文件。在在C+中，所谓多态性中，所谓多态性(polymo
14、rphism)是指：是指：由继由继承而产生的相关的不同的类，其对象对同一消息会作承而产生的相关的不同的类，其对象对同一消息会作出不同的响应。多态性是面向对象程序设计的一个重出不同的响应。多态性是面向对象程序设计的一个重要特征，能增加程序的灵活性。要特征，能增加程序的灵活性。传统的面向过程程序设计是围绕功能进行的，用一个传统的面向过程程序设计是围绕功能进行的，用一个函数实现一个功能。所有的数据都是公用的，一个函函数实现一个功能。所有的数据都是公用的，一个函数可以使用任何一组数据，而一组数据又能被多个函数可以使用任何一组数据，而一组数据又能被多个函数所使用（见图数所使用（见图8.3）。）。图图8.
15、38.1.2 面向对象程序设计的特点面向对象程序设计的特点面向对象程序设计采取的是另外一种思路。它面对的面向对象程序设计采取的是另外一种思路。它面对的是一个个对象。实际上，每一组数据都是有特定的用是一个个对象。实际上，每一组数据都是有特定的用途的，是某种操作的对象。也就是说，一组操作调用途的，是某种操作的对象。也就是说，一组操作调用一组数据。一组数据。程序设计者的任务包括两个方面：程序设计者的任务包括两个方面：一是设计所需的一是设计所需的各种类和对象，即决定把哪些数据和操作封装在一起；各种类和对象，即决定把哪些数据和操作封装在一起；二是考虑怎样向有关对象发送消息，以完成所需的任二是考虑怎样向有
16、关对象发送消息，以完成所需的任务。这时他如同一个总调度，不断地向各个对象发出务。这时他如同一个总调度，不断地向各个对象发出命令，让这些对象活动起来命令，让这些对象活动起来(或者说激活这些对象或者说激活这些对象)，完成自己职责范围内的工作。各个对象的操作完成了，完成自己职责范围内的工作。各个对象的操作完成了，整体任务也就完成了。显然，对一个大型任务来说，整体任务也就完成了。显然，对一个大型任务来说，面向对象程序设计方法是十分有效的，它能大大降低面向对象程序设计方法是十分有效的，它能大大降低程序设计人员的工作难度，减少出错机会。程序设计人员的工作难度，减少出错机会。类是类是C+中十分重要的概念，它
17、是实现面向对象程序中十分重要的概念，它是实现面向对象程序设计的基础。类是所有面向对象的语言的共同特征，设计的基础。类是所有面向对象的语言的共同特征，所有面向对象的语言都提供了这种类型。一个有一定所有面向对象的语言都提供了这种类型。一个有一定规模的规模的C+程序是由许多类所构成的。程序是由许多类所构成的。C+支持面向过程的程序设计，也支持基于对象的程支持面向过程的程序设计，也支持基于对象的程序设计，又支持面向对象的程序设计。在本章到第序设计，又支持面向对象的程序设计。在本章到第10章将介绍基于对象的程序设计。包括类和对象的概念、章将介绍基于对象的程序设计。包括类和对象的概念、类的机制和声明、类对
18、象的定义与使用等。这是面向类的机制和声明、类对象的定义与使用等。这是面向对象的程序设计的基础。对象的程序设计的基础。8.1.3 类和对象的作用类和对象的作用基于对象就是基于类。与面向过程的程序不同，基于基于对象就是基于类。与面向过程的程序不同，基于对象的程序是以类和对象为基础的，程序的操作是围对象的程序是以类和对象为基础的，程序的操作是围绕对象进行的。在此基础上利用了继承机制和多态性，绕对象进行的。在此基础上利用了继承机制和多态性，就成为面向对象的程序设计就成为面向对象的程序设计(有时不细分基于对象程有时不细分基于对象程序设计和面向对象程序设计，而把二者合称为面向对序设计和面向对象程序设计，而
19、把二者合称为面向对象的程序设计象的程序设计)。基于对象程序设计所面对的是一个个对象。所有的数基于对象程序设计所面对的是一个个对象。所有的数据分别属于不同的对象。据分别属于不同的对象。在面向过程的结构化程序设计中，人们常使用这样的在面向过程的结构化程序设计中，人们常使用这样的公式来表述程序：公式来表述程序：程序程序=算法数据结构算法数据结构算法和数据结构两者是互相独立、分开设计的，面向算法和数据结构两者是互相独立、分开设计的，面向过程的程序设计是以算法为主体的。在实践中人们逐过程的程序设计是以算法为主体的。在实践中人们逐渐认识到算法和数据结构是互相紧密联系不可分的，渐认识到算法和数据结构是互相紧
20、密联系不可分的，应当以一个算法对应一组数据结构，而不宜提倡一个应当以一个算法对应一组数据结构，而不宜提倡一个算法对应多组数据结构，以及一组数据结构对应多个算法对应多组数据结构，以及一组数据结构对应多个算法。基于对象和面向对象程序设计就是把一个算法算法。基于对象和面向对象程序设计就是把一个算法和一组数据结构封装在一个对象中。因此，就形成了和一组数据结构封装在一个对象中。因此，就形成了新的观念：新的观念：对象对象=算法算法 数据结构数据结构程序程序=(对象对象+对象对象+对象对象+)+消息消息 或：或：程序程序=对象对象s+消息消息“对象对象s”表示多个对象。消息的作用就是对对象的控表示多个对象。
21、消息的作用就是对对象的控制。程序设计的关键是设计好每一个对象，及确定向制。程序设计的关键是设计好每一个对象，及确定向这些对象发出的命令，使各对象完成相应操作。这些对象发出的命令，使各对象完成相应操作。随着软件规模的迅速增大，软件人员面临的问题十分随着软件规模的迅速增大，软件人员面临的问题十分复杂。需要规范整个软件开发过程，明确软件开发过复杂。需要规范整个软件开发过程，明确软件开发过程中每个阶段的任务，在保证前一个阶段工作的正确程中每个阶段的任务，在保证前一个阶段工作的正确性的情况下，再进行下一阶段的工作。这就是软件工性的情况下，再进行下一阶段的工作。这就是软件工程学需要研究和解决的问题。程学需
22、要研究和解决的问题。面向对象的软件工程包括以下几个部分：面向对象的软件工程包括以下几个部分：8.1.4 面向对象的软件开发面向对象的软件开发1.面向对象分析面向对象分析(object oriented analysis,OOA)软件工程中的系统分析阶段，系统分析员要和用户结软件工程中的系统分析阶段，系统分析员要和用户结合在一起，对用户的需求作出精确的分析和明确的描合在一起，对用户的需求作出精确的分析和明确的描述，从宏观的角度概括出系统应该做什么述，从宏观的角度概括出系统应该做什么(而不是怎而不是怎么做么做)。面向对象的分析，要按照面向对象的概念和。面向对象的分析，要按照面向对象的概念和方法，在
23、对任务的分析中，从客观存在的事物和事物方法，在对任务的分析中，从客观存在的事物和事物之间的关系，归纳出有关的对象之间的关系，归纳出有关的对象(包括对象的属性和包括对象的属性和行为行为)以及对象之间的联系，并将具有相同属性和行以及对象之间的联系，并将具有相同属性和行为的对象用一个类为的对象用一个类(class)来表示。建立一个能反映来表示。建立一个能反映真实工作情况的需求模型。真实工作情况的需求模型。2.面向对象设计面向对象设计(object oriented design,OOD)根据面向对象分析阶段形成的需求模型，对每一部分根据面向对象分析阶段形成的需求模型，对每一部分分别进行具体的设计，首
24、先是进行类的设计，类的设分别进行具体的设计，首先是进行类的设计，类的设计可能包含多个层次计可能包含多个层次(利用继承与派生利用继承与派生)。然后以这些。然后以这些类为基础提出程序设计的思路和方法，包括对算法的类为基础提出程序设计的思路和方法，包括对算法的设计。在设计阶段，并不牵涉某一种具体的计算机语设计。在设计阶段，并不牵涉某一种具体的计算机语言，而是用一种更通用的描述工具言，而是用一种更通用的描述工具(如伪代码或流程如伪代码或流程图图)来描述。来描述。3.面向对象编程面向对象编程(object oriented programming,OOP)根据面向对象设计的结果，用一种计算机语言把它写根
25、据面向对象设计的结果，用一种计算机语言把它写成程序，显然应当选用面向对象的计算机语言成程序，显然应当选用面向对象的计算机语言(例如例如C+)，否则无法实现面向对象设计的要求。否则无法实现面向对象设计的要求。4.面向对象测试面向对象测试(object oriented test,OOT)在写好程序后交给用户使用前，必须对程序进行严格在写好程序后交给用户使用前，必须对程序进行严格的测试。测试的目的是发现程序中的错误并改正它。的测试。测试的目的是发现程序中的错误并改正它。面向对象测试是用面向对象的方法进行测试，以类作面向对象测试是用面向对象的方法进行测试，以类作为测试的基本单元。为测试的基本单元。5
26、.面向对象维护面向对象维护(object oriented soft maintenance,OOSM)因为对象的封装性，修改一个对象对其他对象影响很因为对象的封装性，修改一个对象对其他对象影响很小。利用面向对象的方法维护程序，大大提高了软件小。利用面向对象的方法维护程序，大大提高了软件维护的效率。维护的效率。现在设计一个大的软件，是严格按照面向对象软件工现在设计一个大的软件，是严格按照面向对象软件工程的程的5个阶段进行的，这个阶段进行的，这5个阶段的工作不是由一个人个阶段的工作不是由一个人从头到尾完成的，而是由不同的人分别完成的。这样，从头到尾完成的，而是由不同的人分别完成的。这样，OOP阶
27、段的任务就比较简单了，程序编写者只需要阶段的任务就比较简单了，程序编写者只需要根据根据OOD提出的思路用面向对象语言编写出程序即提出的思路用面向对象语言编写出程序即可。在一个大型软件的开发中，可。在一个大型软件的开发中，OOP只是面向对象只是面向对象开发过程中的一个很小的部分。开发过程中的一个很小的部分。如果所处理的是一个较简单的问题，可以不必严格按如果所处理的是一个较简单的问题，可以不必严格按照以上照以上5个阶段进行，往往由程序设计者按照面向对个阶段进行，往往由程序设计者按照面向对象的方法进行程序设计，包括类的设计象的方法进行程序设计，包括类的设计(或选用已有或选用已有的类的类)和程序的设计
28、。和程序的设计。每一个实体都是对象。有一些对象是具有相同的结构每一个实体都是对象。有一些对象是具有相同的结构和特性的。每个对象都属于一个特定的类型。和特性的。每个对象都属于一个特定的类型。在在C+中对象的类型称为类中对象的类型称为类(class)。类代表了某一类代表了某一批对象的共性和特征。前面已说明：批对象的共性和特征。前面已说明：类是对象的抽类是对象的抽象，而对象是类的具体实例象，而对象是类的具体实例(instance)。正如同结构正如同结构体类型和结构体变量的关系一样，人们先声明一个结体类型和结构体变量的关系一样，人们先声明一个结构体类型，然后用它去定义结构体变量。同一个结构构体类型，然
29、后用它去定义结构体变量。同一个结构体类型可以定义出多个不同的结构体变量。体类型可以定义出多个不同的结构体变量。8.2 类的声明和对象的定义类的声明和对象的定义 8.2.1 类和对象的关系类和对象的关系在在C+中也是先声明一个类类型，然后用它去定义若中也是先声明一个类类型，然后用它去定义若干个同类型的对象。对象就是类类型的一个变量。可干个同类型的对象。对象就是类类型的一个变量。可以说类是对象的模板，是用来定义对象的一种抽象类以说类是对象的模板，是用来定义对象的一种抽象类型。型。类是抽象的，不占用内存，而对象是具体的，占用存类是抽象的，不占用内存，而对象是具体的，占用存储空间。在一开始时弄清对象和
30、类的关系是十分重要储空间。在一开始时弄清对象和类的关系是十分重要的。的。类是用户自己指定的类型。如果程序中要用到类类型，类是用户自己指定的类型。如果程序中要用到类类型，必须自己根据需要进行声明，或者使用别人已设计好必须自己根据需要进行声明，或者使用别人已设计好的类。的类。C+标准本身并不提供现成的类的名称、结构标准本身并不提供现成的类的名称、结构和内容。和内容。在在C+中声明一个类类型和声明一个结构体类型是相中声明一个类类型和声明一个结构体类型是相似的。似的。下面是声明一个结构体类型的方法：下面是声明一个结构体类型的方法：struct Student /声明了一个名为声明了一个名为Studen
31、t的结构体类型的结构体类型 int num;char name20;char sex;Student stud1，stud2;/定义了两个结构体变量定义了两个结构体变量stud1和和stud28.2.2 声明类类型声明类类型它只包括数据，没有包括操作。现在声明一个类：它只包括数据，没有包括操作。现在声明一个类：class Student /以以class开头开头 int num;char name20;char sex;/以上以上3行是数据成员行是数据成员 void display()/这是成员函数这是成员函数coutnum:numendl;coutname:nameendl;coutsex:
32、sexendl;/以上以上4行是函数中的操作语句行是函数中的操作语句;Student stud1，stud2;/定义了两个定义了两个Student 类的对象类的对象stud1和和stud2 可以看到声明类的方法是由声明结构体类型的方法发可以看到声明类的方法是由声明结构体类型的方法发展而来的。展而来的。可以看到，类可以看到，类(class)就是对象的类型。实际上，类就是对象的类型。实际上，类是一种广义的数据类型。类这种数据类型中的数据既是一种广义的数据类型。类这种数据类型中的数据既包含数据，也包含操作数据的函数。包含数据，也包含操作数据的函数。不能把类中的全部成员与外界隔离，一般是把数据隐不能把
33、类中的全部成员与外界隔离，一般是把数据隐蔽起来，而把成员函数作为对外界的接口。蔽起来，而把成员函数作为对外界的接口。可以将上面类的声明改为可以将上面类的声明改为class Student /声明类类型声明类类型 private:/声明以下部分为私有的声明以下部分为私有的int num;char name20;char sex;public:/声明以下部分为公用的声明以下部分为公用的void display()coutnum:numendl;coutname:nameendl;coutsex:sexendl;Student stud1，stud2;/定义了两个定义了两个Student 类的对象类
34、的对象如果在类的定义中既不指定如果在类的定义中既不指定private，也不指定也不指定public，则系统就默认为是私有的。则系统就默认为是私有的。归纳以上对类类型的声明，可得到其一般形式如下：归纳以上对类类型的声明，可得到其一般形式如下：class 类名类名 private:私有的数据和成员函数私有的数据和成员函数;public:公用的数据和成员函数公用的数据和成员函数;private和和public称为成员访问限定符称为成员访问限定符(member access specifier)。除了除了private和和public之外，还有一种成员访问限定符之外，还有一种成员访问限定符protec
35、ted(受保护的受保护的)，用，用protected声明的成员称为受声明的成员称为受保护的成员，它不能被类外访问保护的成员，它不能被类外访问(这点与私有成员类这点与私有成员类似似)，但可以被派生类的成员函数访问。，但可以被派生类的成员函数访问。在声明类类型时，声明为在声明类类型时，声明为private的成员和声明为的成员和声明为public的成员的次序任意，既可以先出现的成员的次序任意，既可以先出现private部分，部分，也可以先出现也可以先出现public部分。如果在类体中既不写关键部分。如果在类体中既不写关键字字private，又不写又不写public，就默认为就默认为private。在
36、一个在一个类体中，关键字类体中，关键字private和和public可以分别出现多次。可以分别出现多次。每个部分的有效范围到出现另一个访问限定符或类体每个部分的有效范围到出现另一个访问限定符或类体结束时结束时(最后一个右花括号最后一个右花括号)为止。但是为了使程序清为止。但是为了使程序清晰，应该养成这样的习惯：晰，应该养成这样的习惯：使每一种成员访问限定使每一种成员访问限定符在类定义体中只出现一次。符在类定义体中只出现一次。在以前的在以前的C+程序中，常先出现程序中，常先出现private部分，后出现部分，后出现public部分，如上面所示。现在的部分，如上面所示。现在的C+程序多数先写程序多
37、数先写public部分，把部分，把private部分放在类体的后部。这样可部分放在类体的后部。这样可以使用户将注意力集中在能被外界调用的成员上，使以使用户将注意力集中在能被外界调用的成员上，使阅读者的思路更清晰一些。阅读者的思路更清晰一些。在在C+程序中，经常可以看到类。为了用户方便，常程序中，经常可以看到类。为了用户方便，常用的用的C+编译系统往往向用户提供类库编译系统往往向用户提供类库(但不属于但不属于C+语言的组成部分语言的组成部分)，内装常用的基本的类，供用，内装常用的基本的类，供用户使用。不少用户也把自己或本单位经常用到的类放户使用。不少用户也把自己或本单位经常用到的类放在一个专门的
38、类库中，需要用时直接调用，这样就减在一个专门的类库中，需要用时直接调用，这样就减少了程序设计的工作量。少了程序设计的工作量。8.2.2节的程序段中，最后一行用已声明的节的程序段中，最后一行用已声明的Student类类来定义对象，这种方法是很容易理解的。经过定义后，来定义对象，这种方法是很容易理解的。经过定义后，stud1和和stud2就成为具有就成为具有Student类特征的对象。类特征的对象。stud1和和stud2这两个对象都分别包括这两个对象都分别包括Student类中定义类中定义的数据和函数。的数据和函数。定义对象也可以有几种方法。定义对象也可以有几种方法。8.2.3 定义对象的方法定
39、义对象的方法1.先声明类类型，然后再定义对象先声明类类型，然后再定义对象前面用的就是这种方法，如前面用的就是这种方法，如Student stud1，stud2;/Student是已经声明的类类型是已经声明的类类型在在C+中，声明了类类型后，定义对象有两种形式。中，声明了类类型后，定义对象有两种形式。（1）class 类名类名 对象名对象名 如如 class Student stud1,stud2;把把class和和Student合起来作为一个类名，用来定义对合起来作为一个类名，用来定义对象。象。（2）类名类名 对象名对象名 如如 Student stud1，stud2;直接用类名定义对象。这两
40、种方法是等效的。第直接用类名定义对象。这两种方法是等效的。第1种种方法是从方法是从C语言继承下来的，第语言继承下来的，第2种方法是种方法是C+的特的特色，显然第色，显然第2种方法更为简捷方便。种方法更为简捷方便。2.在声明类类型的同时定义对象在声明类类型的同时定义对象class Student /声明类类型声明类类型 public:/先声明公用部分先声明公用部分 void display()coutnum:numendl;coutname:nameendl;coutsex:sexendl;private:/后声明私有部分后声明私有部分int num;char name20;char sex;s
41、tud1，stud2;/定义了两个定义了两个Student类的对象类的对象在定义在定义Student类的同时，定义了两个类的同时，定义了两个Student 类的对类的对象。象。3.不出现类名，直接定义对象不出现类名，直接定义对象class /无类名无类名private:/声明以下部分为私有的声明以下部分为私有的 public:/声明以下部分为公用的声明以下部分为公用的 stud1，stud2;/定义了两个无类名的类对象定义了两个无类名的类对象直接定义对象，在直接定义对象，在C+中是合法的、允许的，但却很中是合法的、允许的，但却很少用，也不提倡用。在实际的程序开发中，一般都采少用，也不提倡用。在
42、实际的程序开发中，一般都采用上面用上面3种方法中的第种方法中的第1种方法。在小型程序中或所声种方法。在小型程序中或所声明的类只用于本程序时，也可以用第明的类只用于本程序时，也可以用第2种方法。种方法。在定义一个对象时，编译系统会为这个对象分配存储在定义一个对象时，编译系统会为这个对象分配存储空间，以存放对象中的成员。空间，以存放对象中的成员。C+增加了增加了class类型后，仍保留了结构体类型类型后，仍保留了结构体类型(struct)，而且把它的功能也扩展了。而且把它的功能也扩展了。C+允许用允许用struct来定义一个类型。如可以将前面用关键字来定义一个类型。如可以将前面用关键字class声
43、明的类类型改为用关键字声明的类类型改为用关键字struct：struct Student /用关键字用关键字struct来声明一个类类型来声明一个类类型private:/声明以下部分为私有的声明以下部分为私有的int num;/以下以下3行为数据成员行为数据成员char name20;char sex;public:/声明以下部分为公用的声明以下部分为公用的 void display()/成员函数成员函数coutnum:numendl;coutname:nameendl;coutsex:sexendl;Student stud1，stud2;/定义了两个定义了两个Student类的对象类的对象
44、8.2.4 类和结构体类型的异同类和结构体类型的异同为了使结构体类型也具有封装的特征，为了使结构体类型也具有封装的特征，C+不是简单不是简单地继承地继承C的结构体，而是使它也具有类的特点，以便的结构体，而是使它也具有类的特点，以便于用于面向对象程序设计。用于用于面向对象程序设计。用struct声明的结构体类声明的结构体类型实际上也就是类。型实际上也就是类。用用struct声明的类，如果对其成员不作声明的类，如果对其成员不作private或或public的声明，系统将其默认为的声明，系统将其默认为public。如果想分别。如果想分别指定私有成员和公用成员，则应用指定私有成员和公用成员，则应用pr
45、ivate或或public作作显式声明。而用显式声明。而用class定义的类，如果不作定义的类，如果不作private或或public声明，系统将其成员默认为声明，系统将其成员默认为private，在需要时，在需要时也可以自己用显式声明改变。也可以自己用显式声明改变。如果希望成员是公用的，使用如果希望成员是公用的，使用struct比较方便，如果比较方便，如果希望部分成员是私有的，宜用希望部分成员是私有的，宜用class。建议尽量使用建议尽量使用class来建立类，写出完全体现来建立类，写出完全体现C+风格的程序。风格的程序。类的成员函数类的成员函数(简称类函数简称类函数)是函数的一种，它的用法
46、是函数的一种，它的用法和作用和第和作用和第4章介绍过的函数基本上是一样的，它也章介绍过的函数基本上是一样的，它也有返回值和函数类型，它与一般函数的区别只是：有返回值和函数类型，它与一般函数的区别只是：它是属于一个类的成员，出现在类体中。它可以被指它是属于一个类的成员，出现在类体中。它可以被指定为定为private(私有的私有的)、public(公用的公用的)或或protected(受受保护的保护的)。在使用类函数时，要注意调用它的权限。在使用类函数时，要注意调用它的权限(它它能否被调用能否被调用)以及它的作用域以及它的作用域(函数能使用什么范围中函数能使用什么范围中的数据和函数的数据和函数)。
47、例如私有的成员函数只能被本类中。例如私有的成员函数只能被本类中的其他成员函数所调用，而不能被类外调用。的其他成员函数所调用，而不能被类外调用。8.3 类的成员函数类的成员函数 8.3.1 成员函数的性质成员函数的性质成员函数可以访问本类中任何成员成员函数可以访问本类中任何成员(包括私有的和公包括私有的和公用的用的)，可以引用在本作用域中有效的数据。，可以引用在本作用域中有效的数据。一般的做法是将需要被外界调用的成员函数指定为一般的做法是将需要被外界调用的成员函数指定为public，它们是类的对外接口。但应注意，并非要求它们是类的对外接口。但应注意，并非要求把所有成员函数都指定为把所有成员函数都
48、指定为public。有的函数并不是准有的函数并不是准备为外界调用的，而是为本类中的成员函数所调用的，备为外界调用的，而是为本类中的成员函数所调用的，就应该将它们指定为就应该将它们指定为private。这种函数的作用是支持这种函数的作用是支持其他函数的操作，是类中其他成员的工具函数其他函数的操作，是类中其他成员的工具函数(utility function)，类外用户不能调用这些私有的类外用户不能调用这些私有的工具函数。工具函数。类的成员函数是类体中十分重要的部分。如果一个类类的成员函数是类体中十分重要的部分。如果一个类中不包含成员函数，就等同于中不包含成员函数，就等同于C语言中的结构体了，语言中
49、的结构体了，体现不出类在面向对象程序设计中的作用。体现不出类在面向对象程序设计中的作用。在前面已经看到成员函数是在类体中定义的。也可以在前面已经看到成员函数是在类体中定义的。也可以在类体中只写成员函数的声明，而在类的外面进行函在类体中只写成员函数的声明，而在类的外面进行函数定义。如数定义。如 class Student public:void display();/公用成员函数原型声明公用成员函数原型声明private:int num;string name;char sex;/以上以上3行是私有数据成员行是私有数据成员 ;void Student display()/在类外定义在类外定义di
50、splay类函数类函数coutnum:numendl;/函数体函数体coutname:nameendl;coutsex:sexendl;Student stud1,stud2;/定义两个类对象定义两个类对象8.3.2 在类外定义成员函数在类外定义成员函数注意：注意：在类体中直接定义函数时，不需要在函数名在类体中直接定义函数时，不需要在函数名前面加上类名，因为函数属于哪一个类是不言而喻的。前面加上类名，因为函数属于哪一个类是不言而喻的。但成员函数在类外定义时，必须在函数名前面加上类但成员函数在类外定义时，必须在函数名前面加上类名，予以限定名，予以限定(qualifed)，“”是作用域限定符是作用