第5章类和对象（一）
(2008-06-09 08:41:04)
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构造函数
day
date
数据类型
it
分类：c++学习相关
第5章类和对象
5.1 结构
C++具有丰富的基本数据类型，如：char、int、double等等，使用这些数据类型，已经可以解决很多问题了。
但是，在某些场合，数据类型的集合可以更方便地解决某些问题。例如：数组，它把若干相同类型的数据集合在一起，解决了成批同类型数据的处理问题。
对于由 “若干相同类型的数据集合”构成的数组，由于每个元素的类型都相同，因此，其数组的“整体类型”也就是这个公共的类型了。所以，其处理过程也比较简单，数组中的每一个元素等价于同类型的一个变量，使用下标方法就可以方便地处理数组元素。
在实际问题中，我们往往会碰到“一组数据中的各个数据具有不同类型”的情况。例如，例如，对于处理一个班的学生成绩问题时，每个人都涉及到“姓名、性别、年龄、成绩”的问题，这一组组的数据都有内在联系且类型不同，姓名应为字符型数组，性别应为字符型；年龄应为整型；成绩可为整型或实型。显然不能用一个数组来存放这一组数据。
对于这样的由“若干不同类型的数据集合”而构成的整体，C++称之为结构。结构中，各成员的类型不一定相同，那么该如何表达其“整体类型”呢？
C++提供了一种自定义数据类型的机制，即允许程序员自己创造数据类型。这种可以自定义数据类型的方法，可以为我们解决复杂问题提供了方便。
C++内部数据类型的名称全是由小写字母构成的，为了与之区别，我们一般将自定义数据类型的名称以大写字母开头。
一、结构类型的定义
定义某个特定结构类型，采用以下一般形式：
struct 结构名
{
类型说明符 成员名1；
类型说明符 成员名2；
类型说明符 成员名3；
类型说明符 成员名4；
…… ……
}；
例如：
struct Stu
{
char name[20]；
char sex；
int age；
float score；
}；
注意：在括号后的分号是不可少的。
结构类型定义好之后，即可用这个类型去进行变量说明。这时，被说明的变量，是由数目固定的有序变量的集合，结构中的每一个变量的类型可能是不相同的。由此可见，结构是一种复杂的数据类型。
二、结构类型变量的说明
说明结构变量有以下三种方法。以上面定义的stu为例来加以说明。
1）先定义结构，再说明结构变量。这是最常用的方法，如：
struct Stu
{
char name[20]；
char sex；
int age；
float score；
}；
Stu boy1，boy2；
说明了两个变量boy1和boy2为stu结构类型。
2）在定义结构类型的同时说明结构变量。例如：
struct Stu
{
char name[20]；
char sex；
int age；
float score；
}boy1，boy2；
3）直接说明结构变量。例如：
struct
{
char name[20]；
char sex；
int age；
float score；
}boy1，boy2；
成员也可以又是一个结构，即构成了嵌套的结构。例如：
struct Date
{
int month；
int day；
int year；
}；
Struct
{
char name[20]；
char sex；
Date birthday；
double score；
}boy1，boy2；
三、结构变量中成员名的使用
1、成员名可与程序中其它变量同名，互不干扰。
2、表示结构变量成员的一般形式是：结构变量名.成员名
例如：boy1.num 即第一个人的学号 boy2.sex即第二个人的性别。
3、如果成员本身又是一个结构则必须逐级找到最低级的成员才能使用。
例如：boy1.birthday.month 即第一个人出生的月份
4、给结构变量的赋值就是给各成员赋值。可用输入语句或赋值语句来完成。
例题：日期结构
#include<iostream.h>
struct Date
{
int year;
int month;
int day;
};
void print(Date);
bool isLeapYear(Date d);
void main()
{
Date d;
d.year = 2000;
d.month = 12;
d.day = 6;
if(isLeapYear(d)) print(d);
}
void print(Date s)
{
cout<<s.year<<'-'<<s.month<<'-'
<<s.day<<endl;
}
bool isLeapYear(Date d)
{
return(d.year%4==0&&
d.year%100!=0)||(d.year%400==0);
}
结构类型的定义还是存在局限性，它只定义了一组不同类型数据的集合，而没有定义相关操作，如赋值、输出等。特别是在一个程序员接手另一个程序员工作的时候，这种对结构的理解和编写相关操作的负担加重了。
为了减轻其它程序员的编程负担，我们需要把结构类型的定义做得更全面些，使它不仅仅有数据的定义，而且有操作的定义，这就是类。
5.2 类与对象
一、什么是类
类是一种由程序员自己创造的复杂数据类型。具体说：类是一个数据类型；类类型通常很复杂；类类型是由程序员自己创造的。
程序员将各种彼此相关的各种类型的数据和与这些数据相关的操作（函数）封装在一起的，便创造了一个具体类类型。
通俗地说，类类型中包含了若干数据，还包含了若干函数。
二、类类型的定义
采用C++提供的自定义数据类型的机制，由程序员自己创造数据类型的方法，完成类类型的定义。
类类型的定义一般又两部分构成：说明部分和实现部分。
说明部分是用来说明该类中的成员，包含数据成员的说明和成员函数的说明。成员函数是用来对数据成员进行操作的，又称为“方法”。
实现部分是用来对成员函数的定义。
概括说来，说明部分将告诉使用者“干什么”，而实现部分是告诉使用者“怎么干”。
1、类的一般定义格式如下：
class 类名
{
public：
数据成员或成员函数的说明
private：
数据成员或成员函数的说明
protected
数据成员或成员函数的说明
}；
各个成员函数的实现
2、定义类时应注意的事项
A、class是定义类类型的关键字，“类名”是标识符，通常用大写字母开始的字符串作为类名。
B、花括号内是类的说明部分，说明该类包含哪些数据成员和哪些成员函数。
C、类中的数据成员的类型可以是任意的，包含整型、浮点型、字符型、数组、指针和引用等。
D、另一个类的对象，可以作该类的成员。当一个类的对象为这个类的成员时，如果另一个类的定义在后，需要提前说明。
E、在类体中不允许对所定义的数据成员进行初始化，因为类的定义只是在创造一个类型而已，而不是在说明“变量”。
3、类成员的访问控制
A、从访问权限上来分，类的成员又分为：公有的（public）、私有的（private）和保护的（protected）三类。
B、公有成员用public来说明，公有部分往往是一些操作（成员函数），它是提供给用户的接口。这部分成员可以在程序中引用。
C、私有成员用private来说明，私有部分通常是一些数据成员，这些成员是用来描述该类中的对象的属性的，只有成员函数或经特殊说明的函数才可以引用它们，它们是被用来隐藏的部分。
D、保护成员用protected来说明，在大多数情况下，类的保护成员具有私有成员的性质，但在派生类的成员函数而言，它具有公有成员的性质。
关键字public、private和protected被称为访问权限修饰符或访问控制修饰符，用它们来说明类成员的访问权限。它们在类体内出现的先后顺序无关，并且允许多次出现。
一般地，在类体内先说明公有成员，它们是用户所关心的，后说明私有成员，它们是用户不感兴趣的。在说明数据成员时，一般按数据成员的类型大小，由小至大说明，这样可提高时空利用率。
经常习惯地将类定义的说明部分或者整个定义部分（包含实现部分）放到一个头文件中。
4、类成员函数的实现
在类类型的定义中，“各个成员函数的实现”是类定义中的实现部分，这部分包含所有在类体内说明的函数的定义。
返回值的类型 类名：：成员函数名（参数表）
{
函数体
}
其中“：：”叫作用域运算符。
如果一个成员函数的类体内定义了，实现部分将不出现。如果所有的成员函数都在类体内定义，则实现部分可以省略。
例题：日期类的定义（说明部分+实现部分）
class Date
{
public:
void set(int y,int m,int d);// 赋值操作
boolisLeapYear(); // 判断闰年
voidprint(); // 输出日期
private:
int year,month,day;
};
void Date::set(int y,int m,int d)
{
year=y;
month=m;
day=d;
}
bool Date::isLeapYear()
{
return(year%4==0&&year%100!=0)||
(year%400==0);
}
void Date::print()
{
cout<<year<<'-'<<month<<'-'<<day<<endl;
}
三、对象
回忆变量的定义方法：double x,y,z;
1、类似于用基本数据类型来说明变量的方法，我们可以用自己创建的类类型来说明“变量”，此时的“变量”叫对象。
2、访问对象的公有成员：
当用自己创建的类类型来说明“对象”以后，程序中就可以用运算符“.”来引用其公有成员，引用的方式如下：
对象名.公有数据成员名
对象名.公有成员函数名（实参表）
对“对象”中数据成员的赋值和数据传递一般都是通过成员函数来进行的。
#include<iostream.h>
class Date
{
public:
void set(int y,int m,int d);// 赋值操作
boolisLeapYear(); // 判断闰年
voidprint(); // 输出日期
private:
int year,month,day;
};
void Date::set(int y,int m,int d)
{
year=y;
month=m;
day=d;
}
bool Date::isLeapYear()
{
return(year%4==0&& year%100!=0)
||(year%400==0);
}
void Date::print()
{
cout<<year<<'-'<<month<<'-'<<day<<endl;
}
void main()
{
Date d;
d.set(2000,12,6);
if(d.isLeapYear())
d.print();
}
指向对象的指针的成员表示如下：
对象指针名->公有数据成员名
对象指针名->公有成员函数名（实参表）
注意：->用于表示指向对象的指针的成员
. 用于表示一般对象的成员
下列表示是等价的：
对象指针名->公有数据成员名
（*对象指针名）.公有数据成员名
5.3 对象的初始化
一、构造函数和析构函数
1、什么是构造函数
在进行类的定义时（程序员自己创建类类型），不能给类中数据进行初始化，因为在这一过程中，仅仅是创建一个类类型而已。就好象系统在创造int作为整型的时候，它也不能先给整型数据进行初始化。
我们可以使用系统的基本数据类型来说明变量，我们也可以使用自己创建的类类型来创建对象。
在使用系统的基本数据类型来说明变量时，可以对该变量进行初始化，如：intx=5；
当我们使用自己创建的类类型来创建对象时，可不可以采用类似的方式进行初始化呢？回答是肯定的。
要求：对象的初始化工作须通过构造函数来完成。
2、构造函数的特点：
1）构造函数是类的一个成员函数，但有其特殊性。
2）构造函数的函数名与类名相同。
3）构造函数不能有返回值。
4）构造函数的主要功能是完成对象的初始化工作。
5）构造函数可以重载。
在使用类名创建对象的时候，系统会自动调用构造函数，实现其“完成对象的初始化工作”的功能。
回忆例题：
#include<iostream.h>
class Date
{
public:
void set(int y,int m,int d);// 赋值操作
boolisLeapYear(); // 判断闰年
voidprint(); // 输出日期
private:
int year,month,day;
};
void Date::set(int y,int m,int d)
{
year=y;
month=m;
day=d;
}
bool Date::isLeapYear()
{
return(year%4==0&& year%100!=0)
||(year%400==0);
}
void Date::print()
{
cout<<year<<'-'<<month<<'-'
<<day<<endl;
}
void main()
{
Dated; //创建对象
d.set(2000,12,6);
//调用set函数实现对象初始化
//注意私有数据是不好直接赋值的
if(d.isLeapYear())
d.print();
}
使用构造函数改写以上程序
#include<iostream.h>
class Date
{
public:
Date(int y,int m,int d);
//构造函数，与类同名，不能指定返回值
boolisLeapYear(); // 判断闰年
voidprint(); // 输出日期
private:
int year,month,day;
};
Date::Date(int y,int m,int d)
{
year=y;
month=m;
day=d;
}
bool Date::isLeapYear()
{
return(year%4==0&& year%100!=0)
||(year%400==0);
}
void Date::print()
{
cout<<year<<'-'<<month<<'-'
<<day<<endl;
}
void main()
{
Date d(2000,12,6);
//创建对象时，自动调用构造函数
if(d.isLeapYear())
d.print();
}
1、什么是析够函数
析构函数也是特殊的类成员函数，它没有返回类型，没有参数，也没有重载，不能随意调用，只有在类对象的生命期结束的时候，由系统自动调用。
1）析够函数是类的一个特殊成员函数。
2）析够函数的函数名取“～类名”。
3）析够函数不能有返回值，也不能有函数参数。
4）析够函数的主要功能是在对象消失时，执行如释放内存等清理工作。
5）在对象消失时，析够函数会被自动调用。
例题：
#include<iostream.h>
class Date
{
public:
Date(int y,int m,int d); // 构造函数
~Date(); // 析构函数
voidprint(); // 输出日期
private:
int year,month,day;
};
Date::Date(int y,int m,int d)
{
year=y;
month=m;
day=d;
cout<<"Constructorcalled."<<endl;
}
Date::~Date()
{
cout<<"Destructorcalled"<<endl;
}
void Date::print()
{
cout<<year<<'-'<<month<<
'-'<<day<<endl;
}
void main()
{
Date today(2007,10,17);
Date tomorrow(2007,10,18);
cout<<"today is";
today.print();