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1、C+面向对象程序设计,1,第1章 面向对象程序设计概述,2,3,本章主要内容 1.1 面向对象程序设计 1.2 为什么要使用面向对象程序设计 1.3 面向对象程序设计的语言本章重点面向对象程序设计的基本概念、特征本章难点继承与封装的关系,4,1.1 面向对象程序设计,1.1.1 什么是面向对象程序设计,范型：设计程序的规范、模型与风格，是一类程序设计语言的基础。分类：面向过程程序设计范型(C、PASCAL、Ada)函数式程序设计范型（LISP)逻辑式程序设计范型（ProLog),新的程序设计范型面向对象程序设计是一种新型的程序设计范型。这种范型的主要特征是:程序=对象+消息 面向对象程序的特点
2、：1）程序由类的定义和类的使用两部分组成，在主程序中定义各对象之间传递信息的规律 2）程序中的一切操作都是通过向对象发送信息来实现的，对象接到消息后，完成相应的操作,5,1.对象（object）,实体对象 一台计算机抽象对象 一项计划,什么是对象？1）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 2）一个对象由一组属性和服务组成,1.1.2 面向对象程序设计的基本概念,6,对象构成要素:（1）对象标识符(对象名)（2）属性（3）行为,属性:用来描述对象静态特征的一个数据项。,行为:用来描述对象动态特征的一个操作。,标识符：对象的名称，用来区别于其他对象。,7,8,例题 1：考虑对象
3、“学生”，具体描述为：,1）三者为一体；2）三者有区别,例题 2：对象“课程”的有关抽象描述。,注意点：1.属性是对对象的静态描述.2.行为是对对象的动态描述.外部是通过调用行为（操作或方法）与对象取得联系的。,9,10,对象的操作可分为两类:一类是自身所承受的操作,一类是施加于其他对象的操作。,面向对象程序设计中对象的特点：,2.类（class）,11,具有相同数据和相同操作的一组对象的集合,类与对象的关系 类 对象 抽象定义 实例例：模具 由模具压出的工件学生 张 三程序设计语言 C+,12,类的分类 抽象类、基类(父类)、派生类(子类)等,基 类 运用抽象原则，舍弃对象的特殊性，提取对象
4、的共同性，得到的一个对象集的类,派生类 在基类的基础上,再考虑在抽象过程中被舍弃的对象的特殊性，而产生的新类,例：若考虑类“学生”，则类“大学生”和“中学生”就是它的派生类。类“学生”是它们的基类。,13,基类与派生类的关系,派生类具有基类的全部特征。派生类有自己的特征,不完全等于 基类。它们有继承关系，派生类是基类的 子集。,分类的 目的和意义,对现实世界的实体进行分类 直观地、有层次地表达现实世界,例如，基类“学生”和派生类“大学生”的关系,14,考虑运输工具这个实体，它包含了车辆，车辆又包含机动车和非机动车，机动车又包含轿车和卡车等 如果建一基类“机动车”，则“轿车”和“卡车”就是“机动
5、车”的派生类，而“车辆”可以是基类“机动车”的基类 即：基类可以有基类，派生类可以有派生类。,例题3：,15,车辆类层次图,16,类的表示,例题4：类“课程”的表示,17,类名、属性、行为的命名注意点,标识符（即名字）要达义。要简明，短小，符合人的思维习惯。类名宜用名词或动名词。属性名用名词或动名词。行为名用动词或动名词。,18,3.消息(message),消息是向对象发出的服务请求,消息的组成1）对象标志2）行为标志 3）输入信息4）输出信息,例题5：“请你把那本书拿给我！”1）对象标志:你 2）行为标志:把那本书拿给我 3）输入信息:那本书 4）输出信息:书给我,19,消息的作用,1）提供
6、类之间的动态联系2）对象通过消息对外提供服务,消息的执行流程,20,对象A:打印机,对象B:操作系统,在例题中:,对象标志:打印机 行为标志:打印输入信息:要打印的文件 输出信息:打印出资料并结束,分析两个对象“打印机”和“操作系统”之间的消息通信.,例题6：,4.方法 方法（行为或服务）就是对象所能执行的操作。方法包括界面和方法体两部分。,21,1.1.3 面向对象程序设计的基本特点,抽象 封装 继承 多态,22,1.抽象 抽象是对具体对象（问题）进行概括，抽 出这一类对象的公共性质并加以描述的过 程。先注意问题的本质及描述，其次是实 现过程或细节。数据抽象：描述某类对象的属性或状态（对象相
7、互区别的物理量）。代码抽象：描述某类对象的共有的行为特征或具有的功能。抽象通过类的声明来实现。,23,抽象实例人,数据抽象：char*name;char*gender;int age;int id代码抽象：eat();getCloth();live();step(),24,25,2.封装(encapsulation),例1:考虑一个仓库，外部只能通过管理员获 取物品。,26,例2 考虑类“帐户”，其表示如下：,问题的提出,从现实世界的实例表明，类的一些信息需要保护，外界不能随意提取修改，封装就提供这一需求。,27,封装,把对象的属性和行为结合成一个独立的单元，并尽可能隐蔽对象的内部细节。,封装
8、的特点,一个清楚的边界。所有对象的成分都在这个边界内。2.一个或多个接口。外部通过这些接口访问对象的内部成员。,28,需要更多的输入输出函数。,封装的优点,1.数据独立(如每件事物都对应于一对象)2.具有隐藏性和安全性(如银行的帐户)3.易于维护(由于数据独立,易于发现问题),封装的缺点,29,3.继承(inheritance),特殊类具有普通类的所有特性和行为 是类之间的一种关系 是面向对象方法的要点之一,什么是继承,继承的特点,设 A 为基类，B 为派生类。1.共享性:派生类具有基类所有特征，即：A B2.区别性:派生类不等于基类，即 AB 3.层次性:表示了类之间的关系,30,例3：车辆
9、的继承关系,例4：人类按职业划分的一种继承关系,31,继承的优点:,1.减少源代码，即代码可重用。2.代码的相互独立性。3.易于维护。4.体现自然界之间的关系。,32,4.多态性(polymorphism),对相同的消息表现出不同的行为 是面向对象方法的要点之一,例5：几何图形类层次中的多态性。其派生类“圆”、“长方形”、“三角形”等都有行为“求面积”。,33,多态性的作用,派生类继承了基类的属性和行为后，可以有自己的不同于基类的属性和行为。,1.2 为什么要使用面向对象程序设计,1.2.1 传统程序设计方法的局限性(1)传统程序设计开发软件的生产效率低下(2)传统程序设计难以应付日益庞大的信
10、息量和多样的信息类型(3)传统的程序设计难以适应各种新环境,34,1.2.2 面向对象程序设计的主要优点,(1)可提高程序的重用性(2)可控制程序的复杂性(3)可改善程序的可维护性(4)能够更好地支持大型程序设计(5)增强了计算机处理信息的范围(6)能很好地适应新的硬件环境,35,1.3 面向对象程序设计的语言,1.3.1 面向对象程序设计语言的发展概况,36,Simula(60年代后期)Ada(70年代前期)Smalltalk(72年开始)C(80年由Bell公司Stroustrup 创建)Java(94年由SUN公司创建),1.3.2 几种典型的面向对象程序设计语言 1.Smalltalk
11、语言 2.Simula语言 3.C+语言 4.Java语言 5.C#语言,37,1.3.3上机实践上机方法和步骤,编译、调试及运行，其操作步骤如下：,38,1）启动Visual C+，启动方法见图：,39,2）创建一个新的C+Source File,l打开“文件”菜单，单击“New”命令选项，弹出“New”对话框l单击“New”对话框的“File”页标签，弹出“File”页；l双击“C+Source File”选项，进入文件编 辑状态。该操作过程见图：,40,3）编辑C+Source File，见图。,41,4）保存C+文件,打开“File”菜单，单击“Save As”命令选项，在“保存为”对
12、话框中执行存盘操作，见图。,42,5）源程序文件的编译,打开“Build”菜单，单击“Compile”命令选项,编译结果出现在底部的输出窗中，见图。,43,6）程序修改如果程序有语法错，可参照“输出窗中给出的提示进行修改，然后重复编译，直至出错提示全部消除。,7）生成可执行文件（程序的链接）,打开“Build”菜单，单击“Build(.exe)”命令选项，生成结果出现在底部的输出窗中。如果提示生成成功，则可执行下一个动作；否则，参照出错提示进行修改。,44,8）程序的执行,打开“Build”菜单，单击“Execute（.exe）”命令选项，弹出程序执行窗口，见图。,程序调试器（Debug）,Build页面显示编译器、链接器和其它工具的状态消息Debug（调试）页面用于通知来自调试器的提示，这些提示对诸如未处理的异常和内存异常之类的情况提出警告调试方法快捷键（F5、F9、F10、F11）GOOGLE 搜索查询资料,45,
