c++第三章面向对象的程序设计 课件

面向对象的程序设计是C++的核心特性之一，它基于类和对象的概念，使得代码更加模块化，易于维护和扩展。本章将详细讲解这些概念及其应用。 类是面向对象编程的基础，它是一个蓝图或者模板，定义了一组数据成员（变量）和成员函数（方法），用于描述一类具有共同特征的对象。在C++中，类的定义通常包含private、protected和public三个访问级别。private成员只能被类内部的成员函数访问，protected成员可以被类本身和其派生类访问，而public成员则可以被任何地方访问。例如： ```cpp class Record { private: char bookname[20]; int number; public: void regist(char *a, int b); void show(); }; ``` 在这个Record类中，bookname和number是私有成员，只能通过类提供的公共接口（regist和show）来操作。 成员函数是类的一部分，负责处理类的数据成员。成员函数可以定义在类的内部或外部。如果在类内部定义，函数体通常会被视为内联函数，有助于提高效率。如果在类外部定义，需要先在类中声明函数原型，然后在类的外部提供实现。例如： ```cpp void Record::regist(char *a, int b) { strcpy(bookname, a); number = b; } void Record::show() { cout << "名称：" << bookname << endl; cout << "号码：" << number << endl; } ``` 对象是类的实例，它们在内存中占据一定的空间，包含了类中定义的所有数据成员的值。对象的作用域和生存期是重要的概念，作用域指的是对象可以被访问的范围，生存期则是对象从创建到销毁的时间段。 构造函数是特殊的成员函数，用于在创建对象时初始化数据成员。析构函数则在对象销毁时执行，通常用来清理资源。拷贝构造函数用于创建一个对象的副本，而默认构造函数和缺省参数的构造函数允许在没有显式参数时创建对象。例如： ```cpp Record::Record(const Record &other) { strcpy(bookname, other.bookname); number = other.number; } Record::Record() : number(0) {} ``` 继承是面向对象的另一关键特性，允许一个类（派生类）继承另一个类（基类）的属性和行为。单一继承是指派生类仅从一个基类继承，而多重继承则可以从多个基类继承。在派生类的构造过程中，基类的构造函数会先被调用。 虚函数使得子类能够重写基类的行为，实现多态性。纯虚函数定义了接口但没有具体实现，使得类成为抽象基类，不能直接实例化。 静态成员属于类本身而不是类的任何特定对象，这意味着所有对象共享相同的静态成员。静态数据成员和静态成员函数可以在不创建对象的情况下访问。 友元函数和友元类可以访问类的私有和保护成员，打破了封装原则，但有时为了实现特定功能是必要的。 运算符重载允许我们根据需要定制运算符的行为，使其能适用于自定义类型。 模板是C++中的泛型编程工具，可以用于创建类模板（生成特定类型的类）和函数模板（生成特定类型的函数），增强了代码的复用性。 本章将深入探讨C++的面向对象特性，包括类和对象的定义、成员函数的使用、访问控制、构造函数与析构函数、继承、多态、静态成员、友元以及模板，这些都是理解和编写高效、可维护的C++代码的关键。