面向?qū)ο缶幊?OOP)

面向?qū)ο?#xff08;Object Oriented ）是認識事務的一種方法，是一種以對象為中心的思維方式

面向?qū)ο蟮某绦蛟O計：

對象=（算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）
程序=對象+對象+……+對象

面向?qū)ο蟪绦蛟O計模擬自然界認識和處理事物的方法，將數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作方法放在一起，形成一個相對獨立的整體——對象（object），同類對象還可抽象出共性，形成類（class ）。一個類中的數(shù)據(jù)通常只能通過本類提供的方法進行處理，這些方法成為該類與外部的接口。對象之間通過消息（message）進行通訊。

我們把對象之間產(chǎn)生相互作用所傳遞的信息稱做消息。

C++將“向?qū)ο蟀l(fā)消息”處理成“調(diào)用對象的某個成員函數(shù)”

基本概念——對象

世界上所有的事物都可以稱為對象(Object)。對象可以是有形的如：一臺電視機等。也可以是無形的如：帳戶、一項記錄等。

一個對象就是一個獨立存在的客觀事物，它由一組屬性和對屬性進行操作的一組操作構(gòu)成。

• 屬性是對象靜態(tài)特征的描述
• 操作是對象動態(tài)特征的描述

屬性和操作是對象的兩大要素。如電視的屬性有：品牌、尺寸、重量等。操作有：收視、選臺、音量調(diào)節(jié)等。

基本概念——類

類是一個抽象的概念，用來描述某一類對象所共有的、本質(zhì)的屬性和類行為。

類實根據(jù)抽象的原則對客觀事物進行歸納和劃分。

面向?qū)ο蟮幕咎卣?/h1>

• 抽象
• 封裝和數(shù)據(jù)隱藏(簡單介紹)
• 繼承
• 多態(tài)

封裝和數(shù)據(jù)隱藏

封裝是指按照信息屏蔽的原則，把對象的屬性和操作結(jié)合在一起，構(gòu)成一個獨立的對象。

通過限制對屬性和操作的訪問權限，可以將屬性“隱藏”在對象內(nèi)部，對外提供一定的接口，在對象之外只能通過接口對對象進行操作。

封裝性增加了對象的獨立性，從而保證了數(shù)據(jù)的可靠性。

外部對象不能直接操作對象的屬性，只能使用對象提供的服務。

抽象的設計思路

數(shù)據(jù)抽象化為屬性

處理過程抽象化為操作（方法）
-例如:當建立一個圖書管理系統(tǒng)時,通過直覺知道系統(tǒng)里一定要有圖書管理員/讀者/書這些對象, 而其中讀者的行為含有借書/還書,學生還有其相應的學號/姓名/班級等內(nèi)容

類的定義

C++通過建立數(shù)據(jù)類型——類來支持封裝和數(shù)據(jù)隱藏。一個定義完好的類可以作為獨立模塊使用。

類的定義格式分為說明部分和實現(xiàn)部分
—說明部分包含數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)說明
—實現(xiàn)部分是用來對成員函數(shù)的定義

類的一般定義格式如下：

class <類名> {public :<公有數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)>;protected:<保護數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)>;private :<私有數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)>; };

class是定義類的關鍵字是數(shù)據(jù)類型說明符，<類名>是一個標識符，用于唯一地標識一個類（新的數(shù)據(jù)類型），類名后面花括號擴起來的部分是類體(Class Body)。

類體中定義了類成員表(Class Member List)
—數(shù)據(jù)成員(Data Member)
—函數(shù)(Member Function)

public、protected和private是訪問限定符(access specifier)

一般在類體內(nèi)先說明公有成員，它們是用戶所關心的，后說明私有成員，它們是用戶不感興趣的，但此順序并不是必須的。

***注意：

①在類的說明部分之后必須加分號“;”。

②類的定義放在一個頭文件中(.h)，供其它需要使用該類的文件包含

③類的實現(xiàn)部分放在一個源文件中(.cpp)，該文件需要包含定義類的頭文件

④類的定義和實現(xiàn)可以放在一個文件里，但不提倡，因為結(jié)構(gòu)不清晰，影響了程序的可讀性

數(shù)據(jù)成員(屬性)

類中的數(shù)據(jù)成員的類型可以是任意的，可以定義各種類型的變量、指針、數(shù)組等，甚至是其他類的對象。

在說明數(shù)據(jù)成員時，一般按數(shù)據(jù)成員的類型大小，由小到大說明，這樣可提高空間利用率。

在類的定義中只能聲明數(shù)據(jù)成員，不允許對所定義的數(shù)據(jù)成員進行初始化。

類的數(shù)據(jù)成員只能在類里聲明，類的數(shù)據(jù)成員最好都是私有的

外部函數(shù)需要修改它，一般也只給它提供公有函數(shù)接口，讓它通過類的公有成員函數(shù)訪問類的私有數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)成員也可以放在public部分，但不提倡

成員函數(shù)(方法)

成員函數(shù)可以直接使用類定義中的任一成員，可以處理數(shù)據(jù)成員，也可調(diào)用成員函數(shù)。

類的成員函數(shù)定義通常可采取兩種方式，即外部定義和內(nèi)部定義（不推薦！影響到了程序的可讀性）。

成員函數(shù)的實現(xiàn)一般放在類的外面，在類里面對函數(shù)的原型進行聲明

成員函數(shù)的實現(xiàn)在類的定義外面時，必須聲明其所屬，在函數(shù)名前加類名和作用域運算符“::”，用來表示某個成員函數(shù)屬于哪個類的，定義格式如下：

返回類型 類名::成員函數(shù)名(參數(shù)說明) {函數(shù)體 }

類成員函數(shù)的實現(xiàn)也可以放在類里，不需要加類名和作用域運算符

訪問控制

三個訪問說明符：public、private和protected

作用：控制對類的成員的訪問

在用class定義的類中，默認的訪問方式是private

在類的定義中，三個訪問說明符都可以使用多次（不提倡）。它們的作用域是從該說明符出現(xiàn)開始到下一個說明符之前或類體結(jié)束之前結(jié)束。

訪問符說明

private：類的私有成員只能被類的成員函數(shù)、友元函數(shù)、友元類訪問，類外無法訪問他們

protected：類的受保護成員能被類的成員函數(shù)、友元函數(shù)、友元類和派生類成員函數(shù)訪問

public：類的公有成員可以被類的成員函數(shù)、友元函數(shù)、友元類所有能訪問到類的對象的外部程序代碼直接訪問，這部分往往是一些操作（即成員函數(shù)）

類的公有成員是類的對外接口

類的功能

類定義了函數(shù)（方法）和數(shù)據(jù)（屬性）的訪問控制屬性
—哪些成員可被外界直接訪問
—哪些成員只能被自己的成員函數(shù)訪問

封裝和信息隱藏技術使類變得很安全

私有數(shù)據(jù)成員只有類自己的成員函數(shù)能訪問

只要確保成員函數(shù)操作的合理合法性，對象就是安全的

提高了程序的可維護性

對象的定義

對象是類的實例。對象是屬于某個已知的類。

定義對象之前，一定要先定義好該對象的類。

定義好的類可以作為新的數(shù)據(jù)類型來使用

聲明的語法：類的名稱 對象的名稱;
例如：

例如： Stack oneStack; //Stack類型的對象 Stack arrayOfStack[10]; //Stack類型的對象數(shù)組 Stack *pStack=&oneStack; //Stack類型的指針 Stack &s = oneStack; // 引用一個Stack對象

構(gòu)造函數(shù)

對于對象的初始化，采用構(gòu)造函數(shù)（constructor）。編寫一個或一組構(gòu)造函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)是特殊的成員函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)的功能：為對象分配空間；對數(shù)據(jù)成員賦初值；請求其他資源。

如何聲明構(gòu)造函數(shù)：
—函數(shù)名和類名完全相同
—不能定義構(gòu)造函數(shù)的類型（返回類型），也不能使用void
—構(gòu)造函數(shù)應聲明為公有函數(shù)，但它不能像其他成員函數(shù)那樣被顯式地調(diào)用
—構(gòu)造函數(shù)可以有任意類型和任意個數(shù)的參數(shù)，一個類可以有多個構(gòu)造函數(shù)（重載）

創(chuàng)建類的對象時，自動調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)

創(chuàng)建一個對象時只調(diào)用一個構(gòu)造函數(shù)（根據(jù)參數(shù)列表）且只在創(chuàng)建時調(diào)用一次

構(gòu)造函數(shù)的種類

普通構(gòu)造函數(shù)：有兩個或兩個以上參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

默認構(gòu)造函數(shù)

復制（拷貝）構(gòu)造函數(shù)

類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)

重載構(gòu)造函數(shù)

在一個類需要接受不同的初始化值時，就需要編寫多個構(gòu)造函數(shù), 他們之間構(gòu)成重載關系。

示例：

class Student{ private:char m_No[4],m_Name[21];int m_Age,m_Score[5]; public:Student(); //默認構(gòu)造函數(shù)Student(char *name,int age,int score[5]); //重載構(gòu)造函數(shù) };

默認構(gòu)造函數(shù)

• 哪種構(gòu)造函數(shù)是默認構(gòu)造函數(shù)？

  沒有參數(shù)或者所有的參數(shù)都有默認值的構(gòu)造函數(shù)。

• 類里一定會有默認構(gòu)造函數(shù)嗎？

  如果類中沒有聲明構(gòu)造函數(shù)，編譯器將自動產(chǎn)生一個公共的默認無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)；如果存在一個構(gòu)造函數(shù)聲明,那么編譯器不會產(chǎn)生一個默認的構(gòu)造函數(shù)

• 默認構(gòu)造函數(shù)何時調(diào)用？

  沒有指明初始化對象時，便按默認構(gòu)造函數(shù)來初始化該對象。
  例如：Person p1,p2; //使用默認構(gòu)造函數(shù)對p1和p2進行初始化

• 一個類中只能有一個默認構(gòu)造函數(shù)
  （如果一個構(gòu)造函數(shù)的所有參數(shù)均有默認值，這時再定義無參數(shù)的默認構(gòu)造函數(shù)無意義，會產(chǎn)生調(diào)用時二義性）

構(gòu)造函數(shù)中使用默認參數(shù)

可以為類的成員函數(shù)指定參數(shù)的默認值，包括構(gòu)造函數(shù)在內(nèi)。

要把默認參數(shù)值放在函數(shù)聲明中，而不應放在函數(shù)定義中

如果一個構(gòu)造函數(shù)的所有參數(shù)均有默認值，這時再定義無參數(shù)的默認構(gòu)造函數(shù)無意義，將產(chǎn)生調(diào)用時二義性。

示例：

class CCube{ public:CCube(double len);CCube(int len=12);//CCube(); private:double m_len; }; CCube::CCube(int len){m_len=len;}

拷貝(復制)構(gòu)造函數(shù)

特殊的構(gòu)造函數(shù)

功能：使用一個已經(jīng)存在的對象來初始化一個新的本類的對象

聲明：只有一個參數(shù)并且參數(shù)為該類對象的引用

class 類名{public: 類名(類名 &對象名);};

如果類中沒有說明復制構(gòu)造函數(shù)，則系統(tǒng)自動生成一個缺省復制構(gòu)造函數(shù)，作為該類的公有成員。

淺復制和深復制
淺復制：將對象數(shù)據(jù)成員的值進行簡單的復制
深復制：不僅將對象數(shù)據(jù)成員的值進行復制，而且對指針型數(shù)據(jù)成員生成新空間，然后復制對應的值

實例：

#include <string.h> #include <iostream.h> class Employee { public:Employee(char *n);Employee(Employee &emp);~Employee(); public:char *name; }; Employee::~Employee() {//析構(gòu)函數(shù)delete [] name; } Employee::Employee(char *n) {name = new char[strlen(n)+1];strcpy(name,n); } Employee::Employee(Employee &emp) {int len=strlen(emp.name);name=new char[len+1];strcpy(name,emp.name); } int main() {Employee emp1("zhang");Employee emp2(emp1);//Employee emp2=emp1;cout<<"emp2.name = "<<emp2.name<<endl;return 0; }

**注意：對象中包含動態(tài)分配的數(shù)據(jù)成員時，復制構(gòu)造函數(shù)的實現(xiàn)不能只是簡單的賦值。應該先為當前對象的數(shù)據(jù)成員分配新的空間，再將參數(shù)對象中相應的數(shù)據(jù)復制過來。

拷貝構(gòu)造函數(shù)的其他作用

當函數(shù)的形參是類的對象，調(diào)用函數(shù)時，進行形參與實參結(jié)合時使用。這時要在內(nèi)存新建立一個局部對象，并把實參拷貝到新的對象中。理所當然也調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。

當函數(shù)的返回值是類對象，函數(shù)執(zhí)行完成返回調(diào)用者時使用。理由也是要建立一個臨時對象中，再返回調(diào)用者。為什么不直接用要返回的局部對象呢？因為局部對象在離開建立它的函數(shù)時就消亡了，不可能在返回調(diào)用函數(shù)后繼續(xù)生存，所以在處理這種情況時，編譯系統(tǒng)會在調(diào)用函數(shù)的表達式中創(chuàng)建一個無名臨時對象，該臨時對象的生存周期只在函數(shù)調(diào)用處的表達式中。所謂return 對象，實際上是調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)把該對象的值拷入臨時對象。如果返回的是變量，處理過程類似，只是不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。

轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)

提供了單個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

相當于將一個其他類型的數(shù)值或變量轉(zhuǎn)換為自身類型的數(shù)據(jù)。

類的構(gòu)造函數(shù)只有一個參數(shù)是非常危險的，因為編譯器可以使用這種構(gòu)造函數(shù)把參數(shù)的類型隱式轉(zhuǎn)換為類類型

實例：

#include <string.h> #include <iostream.h> class CCube { public:CCube(double len){m_len=len;} public:double m_len; }; int main() {CCube cube=12.4;cube=11; //隱式轉(zhuǎn)換cout<<"cube.m_len = "<<cube.m_len<<endl;return 0; }執(zhí)行結(jié)果： cube.m_len = 11

explicit關鍵字

只提供給類的構(gòu)造函數(shù)使用的關鍵字。

編譯器不會把聲明為explicit的構(gòu)造函數(shù)用于隱式轉(zhuǎn)換，它只能在程序代碼中顯示創(chuàng)建對象

#include <string.h> #include <iostream.h> class CCube { public:explicit CCube(double len){m_len=len;} private:double m_len; }; int main() {CCube cube = 12.4;//不允許//cube=11;//不允許return 0; }

析構(gòu)函數(shù)

特殊的成員函數(shù)

作用：撤銷對象前做清理工作，一般是釋放對象在生存期間動態(tài)申請的空間

當對象超出其定義范圍時（即釋放該對象時），編譯器自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。
-對象被定義在函數(shù)體內(nèi)，則當這個函數(shù)結(jié)束時，該對象的析構(gòu)函數(shù)被自動調(diào)用。
-對象是使用new運算符動態(tài)創(chuàng)建的，在使用delete運算符釋放它時，delete將會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)

函數(shù)名和類名相似（前面多了一個字符“~”）

注意：析構(gòu)函數(shù)沒有返回類型，沒有參數(shù)，析構(gòu)函數(shù)不能被重載

如果沒有定義析構(gòu)函數(shù)，編譯器會自動生成一個默認析構(gòu)函數(shù)，其格式如下：

類名::~默認析構(gòu)函數(shù)名( ) { }

默認析構(gòu)函數(shù)是一個空函數(shù)。

示例：

class Student { public:Student();~Student(); private:char *m_name; }; Student :: Student() {cout<<"Default constructor called"<<endl;m_name=new char[5];strcpy(m_name,"abc"); } Student ::~Student() {cout<<"Free"<<endl;delete []char; } 《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的复习笔记（二）——C++面向对象设计和使用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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