C及C++程序设计 第3版 教学课件 张富 第14章 C++概述.ppt

第二篇 C++面向对象程序设计 第14章 C++概述 了解面向对象程序的基本特征，如封闭性，继承性，多态性等。 14.1 面向对象的程序设计 14.1.1 传统的程序设计方法 在20世纪60年代诞生了结构化的程序设计方法。现代的BASIC，PASCAL和C都是结构化的程序设计语言。结构化的程序设计方法，将程序归纳成三种基本结构，即顺序结构，选择结构和重复结构。 结构化的语言和模块化的方法，使中等复杂的程序设计变得较为容易。 传统的程序设计方法的另一个问题是，函数或过程的实现与数据结构有关。 14.1.2 面向对象的程序设计 面向对象的程序设计（Object-Oriented Programming，OOP）是在结构化程序设计基础上的进一步发展。这种方法使程序设计人员能够更好地理解和管理庞大而复杂的程序。 面向对象方法的基本特点可归纳为三点：封闭性，继承性，多态性。 14.2 面向对象方法的基本特征 14.2.1 对象 对象（Object）是OOP技术中的一个重要概念。对象是对客观世界的事物的描述，是数据和对这些数据进行操作的代码所构成的实体。数据可看作是对象的属性，用来描述对象的静态特征。 操作代码也称为方法（method），是对象所具有的功能，或者服务。方法或服务表现对象的行为能力或它所能提供的服务。每个对象可能有若干个方法，每个方法有对应的代码。 归纳起来，对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单元。一个对象由一组数据（属性）和方法（操作或功能）组成。 一个对象的方法和数据，可以是这个对象私有的，外界不能对它们直接访问。 对象属性这方面的特征，面向对象语言把对象的属性分为三种：公有的（public）、保护的（protected）和私有的（private）。 数据与操作数据的方法是结合在一起的。这种结合称为封装（encapsulation）。对象属性和方法的对外不可访问性，称为数据隐藏（data hiding）。 封装的含义，就在于，一是数据和操作是不可分割的整体，二是它的隐藏性。所谓数据隐藏，就是对象只保留有限的对外接口，而隐藏对象内部的细节。 访问一个对象的过程，就是向对象发送一个消息（message）。对象的工作靠消息来激发，对象之间通过消息发生关系。对象会根据消息和它的方法做出不同的响应。 图14-1给出了对象的示意图。 14.2.2 类 类是对一组对象的抽象。或者说，类是对一组对象的相同数据和方法的定义或描述。这样对象就成为类的一个实例（instance）。 例如。学生张三是一个对象，学生李四也是一个对象，他们有共同的属性。于是，就可以将所有的学生抽象为一个“类”，如学生类。那么，对象张三就是学生类的一个实例。 根据类的这种概念，类实质上是一种新的数据类型，就像我们熟悉的整型、浮点型等数据类型一样。不过类的数据结构比较复杂。一个对象（object）被说明为某一个类的变量，也就是某个类的实例。 类中定义的基本数据，描述对象的属性或状态；类中定义的方法，描述对象的行为和功能。同一个类的不同对象或实例，其状态可能是不同的，但功能都一样。类体现了数据与功能抽象的统一。 对一个类的每个对象，在内存都有自己的空间，用来保存各自对象的状态。而一个类的所有对象的操作（方法），都使用共同的代码。 用户定义一个类，也就是定义了一个新的数据类型。 14.2.3 继承（inheritance） 继承是面向对象方法的又一特征。所谓继承就是由一个类获得另一个新类的过程，在这个新类中包含（继承）了前一个类的某些特性，增加了某些自己特有的特性。 继承使得程序设计人员可以在一个较一般的类的基础上快捷地建立一个新类，而不必从头开始设计每个类。因此，继承机制是一个强有力的编程工具，它大大降低了软件开发的复杂性、时间和费用，并使软件非常易于扩充。 高层的类通常定义较为一般化的概念，称为基类（base class）或父类。由它产生出来的类称为子类或派生类（derived class）。派生类从基类继承各种行为和状态，并引入自己的特征。派生类还能将自己的及从基类