鸡啄米上讲中介绍了面向对象设计的基本思想和特点,主要是让大家在编程入门时于思维中初步建立面向对象设计的概念。这一讲开始讲面向对象设计中最重要的概念--类,及由类引申出来的一些知识。

       在面向过程的设计中,程序的模块是函数构成的,而面向对象设计中程序模块是类构成的。函数只是语句和数据的封装,而类是函数与数据的封装,对比下肯定是面向对象设计更重量级了,更适合大型程序的开发。

       其实,类就是一种自定义数据类型,跟一般的类型如int、char等有很多相似之处。我们可以定义int型的变量,同样也可以定义某个类类型的变量,用类定义的变量叫做类的对象,这种定义对象的过程叫做实例化。

      1.类的声明

      类声明的语法形式如下:

       class 类名称
       {
       public:
                   公有成员(外部接口)
       protected:
                   保护型成员
       private:
                   私有成员
       }

      当然,这里的public、protected和private关键字可以任意换顺序,比如先声明私有成员再声明其他的也可以,每个关键字也可以出现多次,比如声明一些public的成员,后面又出了个public声明了另一些成员,也是可以的,但是一般我们还是按照上面的形式来声明类。

      这里还是拿时钟当例子,声明一个类来描述时钟:

        class  Clock                                                                      
        {
        public:                                                                              
                    void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);      
                    void ShowTime();                                                  
        private:                                                              
                    int  Hour,Minute,Second;                                           
        };

       类Clock封装了时钟的数据和行为,分别叫Clock类的数据成员和函数成员。在类的声明中只声明函数的原型,函数的实现也就是函数体可以在类外定义,当然也可以写在类声明里,那样就成为隐式声明的内联函数。后面会讲。下面是在类外写函数实现的方式:

       void Clock::SetTime(int NewH, int NewM, int NewS)
       {
                   Hour=NewH;
                   Minute=NewM;
                   Second=NewS;
       }
       void Clock::ShowTime()
       {
                  cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
       }

       注意:函数名前面要加上它所属的类,用来说明它属于哪个类.

       这样就完成了Clock类的声明。首先用关键字class声明类的名称Clock,然后说明Clock类的数据成员和函数成员,通过public、private关键字来说明类成员的访问控制属性,最后给出成员函数的实现.

       2.类成员的访问控制

       我们再通过时钟来看看访问控制机制。正常使用时我们只能通过时钟面板来看时间,通过按钮或旋钮来调整时间,所以,面板和按钮或旋钮就是时钟的外部接口,时钟类Clock的SetTime和ShowTime就是Clock类的外部接口。除了这样使用时钟,我们不能拆开时钟在内部直接改时间,那样会弄坏时钟的,所以时钟的时间是私有成员,Clock类的Hour、Minute、Second都是其私有成员,外部不能直接访问,只能通过外部接口来访问。

       类成员访问权限的控制是通过设置成员的访问控制属性来实现的。访问控制属性有三种:公有类型(public)、私有类型(private)和保护类型(protected)。

       公有类型声明了类的外部接口。公有类型成员用public关键字声明。外部访问必须通过外部接口进行。比如,对于Clock类,外部想查看或改变时间只能通过SetTime和ShowTime两个公有类型的函数实现。

       private后面声明的是类的私有类型成员。如果没有标明访问控制属性则默认为private。比如,类Clock声明中,如果那个public没有的话,那么SetTime和ShowTime函数就都默认是private的。私有类型成员只能由本类中的成员函数访问,外部不能访问。Clock类中Hour、Minute、Second都是私有类型成员。

      保护类型的成员和私有类型成员权限相似,差别就是某个类派生的子类中的函数能够访问它的保护成员,这个后面会讲到。

鸡啄米:C++编程入门系列之十三(类与对象:类的声明、成员的访问控制和对象)

      3.类的成员函数

       函数原型的声明要写在类主体中,原型说明了函数的参数类型和个数及返回值类型。而函数的具体实现是类声明之外的,但是跟普通函数不同的是,写函数实现时要在前面加上类名,指明所属的类。具体的形式为:

       返回值类型  类名::函数成员名(参数表)
       {
                   函数体
       }

       类的成员函数也可以由默认参数值,它的调用规则跟之前讲的普通函数相同。

       类的比较简单的成员函数也可以声明为内联函数,和普通内联函数一样,编译时也会将内联函数的函数体插入到每个调用它的地方。内联函数的声明有两种方式:隐式声明和显式声明。

       把函数体直接放到类主体内,这种方式就是隐式声明。比如,将时钟类的ShowTime声明为内联函数,可以写成:

        class  Clock                                                                       
        {
        public:                                                                             
                     void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);       
                     void ShowTime()
                     { cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl; }                                                  
        private:                                                              
                     int  Hour,Minute,Second;                                           
        };

       为了程序的可读性,让大家一看就知道是内联函数,一般还是用关键字inline显式声明。就像普通内联函数那样,在函数实现时在函数返回值类型前加上inline,声明中不加入函数体,还是拿时钟类的ShowTime举例:

       inline void Clock::ShowTime()
       {
                   cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
       }

       效果上,显式声明和隐式声明内联函数的效果是完全一样的。

       4.对象

       类的对象就是具有该类类型的特定实体。就像一般类型的变量一样,类是自定义数据类型,对象就是该类类型的变量。声明一个对象和声明变量的方式是一样的: 类名  对象名;。比如,声明一个时钟类的对象:Clock myClock;。声明了对象后就可以访问对象的公有成员,这种访问需要采用“.”操作符,调用公有成员函数的一般形式是:对象名.公有成员函数名(参数表),访问公有数据成员的形式是:对象名.公有数据成员。当然,一般数据是私有类型的,但是也不排除有时是公有类型的。例如,可以用myClock.ShowTime()的形式访问对象myClock的成员函数ShowTime()。

       鸡啄米给大家一个完整的程序举例:

        #include<iostream>
        using namespace std;
        // 第一部分
        class Clock
        {
        public:                                                                             
                    void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);      
                    void ShowTime();                                                  
        private:                                                             
                    int  Hour,Minute,Second;
       };
       // 第二部分
       void Clock::SetTime(int NewH, int NewM, int NewS)
       {
                   Hour=NewH;
                   Minute=NewM;
                   Second=NewS;
       }
       void Clock::ShowTime()
       {
                  cout<<Hour<<":"<<Minute<<":"<<Second<<endl;
       }
       // 第三部分
       int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
       {   
                  Clock  myClock;
                  myClock.SetTime(8,30,30);
                  myClock.ShowTime();
                  return 0;
       }

       本程序就像注释的那样可以分为三个比较独立的部分,第一个部分是类Clock的定义,第二个部分是成员函数的具体实现,第三个部分是主函数main。大家可以在vs2010上运行这个程序,然后加些语句实现自己想要的一些其他功能。

       鸡啄米这节给大家讲了类的声明、类成员的访问控制、类的成员函数及对象,内容不少,大家稳住心态慢慢理解,有问题在鸡啄米博客留言讨论吧。
 

除非特别注明,鸡啄米文章均为原创
转载请标明本文地址:http://www.jizhuomi.com/software/49.html
2011年9月20日
作者:鸡啄米 分类:软件开发 浏览: 评论:22