华东师范大学：《程序设计》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九讲 类与对象（面向对象基础）

飨)单乘师学 第九讲 类与对象 (I)面向对象基础

第九讲 类与对象 （I） 面向对象基础

面向对象基础 ■面向对象的基本特点 ■类和对象的基本操作 ■构造函数和析构函数 ■类的组合 ■结构体与联合体 ■类的UML描述

2 面向对象基础 ◼ 面向对象的基本特点 ◼ 类和对象的基本操作 ◼ 构造函数和析构函数 ◼ 类的组合 ◼ 结构体与联合体 ◼ 类的 UML 描述

高级语言发展 ●第一代:对数学表达式有很强的运算处理能力 代表有 Fortran, Algol60 ●第二代:重点是如何有效地表达算法 代表有 Pascal,C ●第三代:引入抽象数据类型的程序设计语言 代表有Ada ●第四代:面向对象程序设计语言 代表有 Simula67, Smalltalk80、C++、Java

3 高级语言发展 ⚫ 第一代：对数学表达式有很强的运算处理能力 代表有 Fortran，Algol 60 ⚫ 第二代：重点是如何有效地表达算法 代表有 Pascal，C ⚫ 第三代：引入抽象数据类型的程序设计语言 代表有Ada ⚫ 第四代：面向对象程序设计语言 代表有 Simula67，Smalltalk80、C++、Java

为什么面向对象 ●出发点:更直观地描述客观世界中存在的事物(对象) 以及它们之间的关系 ●目的:通过提高代码的可重用性,降低软件的开发成本和 维护成本,从而大大提高程序员的生产力 ●面向对象基本特点 ●是高级语言 ●将客观事物看作具有属性(数据)和行为(函数)的对象 ●通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为,形成类 ●通过类的继承与多态实现代码重用 ●面向对象的几个主要特征:抽象、封装、继承和多态

4 为什么面向对象 ⚫ 出发点：更直观地描述客观世界中存在的事物（对象） 以及它们之间的关系 ⚫ 面向对象基本特点 ⚫ 是高级语言 ⚫ 将客观事物看作具有属性（数据）和行为（函数）的对象 ⚫ 通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为，形成类 ⚫ 通过类的继承与多态实现代码重用 ⚫ 目的：通过提高代码的可重用性，降低软件的开发成本和 维护成本，从而大大提高程序员的生产力 ⚫ 面向对象的几个主要特征：抽象、封装、继承和多态

抽象 抽象:对具体问题/事物(对象)进行概括,抽出这一类对象 的公共性质并加以描述的过程。 ●首先关注的是问题的本质及描述,其次是实现过程或细节 ●抽象包括:数据抽象和行为抽象 数据抽象: 描述某类对象的属性或状态(对象相互区别的物理量) 行为抽象(功能抽象、代码抽象): 描述某类对象的共同行为或功能特征 ●抽象的实现:类

5 抽象 抽象：对具体问题/事物（对象）进行概括，抽出这一类对象 的公共性质并加以描述的过程。 ⚫ 首先关注的是问题的本质及描述，其次是实现过程或细节 ⚫ 抽象包括：数据抽象和行为抽象 － 数据抽象： 描述某类对象的属性或状态（对象相互区别的物理量） － 行为抽象（功能抽象、代码抽象）： 描述某类对象的共同行为或功能特征 ⚫ 抽象的实现：类

抽象示例 例:时钟的描述 ●数据抽象: int hour, int minute int second ●行为抽象: showTime, setTimeo

6 抽象示例 例：时钟的描述 ⚫ 数据抽象： int hour, int minute, int second ⚫ 行为抽象： showTime(), setTime()

封装 封装:将抽象得到的数据和行为(或功能)相结合,形成 个有机的整体,即将数据与操作数据的函数进行有机结合, 形成“类”,其中数据和函数都是类的成员。 为什么封装 封装可以增强数据的安全性,并简化编程。用户不必了解具 体的实现细节,而只需要通过外部接口,以特定的访问权限, 来使用类的成员

7 封装 封装：将抽象得到的数据和行为（或功能）相结合，形成一 个有机的整体，即将数据与操作数据的函数进行有机结合， 形成 “类”，其中数据和函数都是类的成员。 †封装可以增强数据的安全性，并简化编程。用户不必了解具 体的实现细节，而只需要通过外部接口，以特定的访问权限， 来使用类的成员。 为什么封装

示例(时钟类) 例:时钟的描述 ●数据抽象: int hour, int minute, int second ●行为抽象: showtime(), settime() ●实现方法:时钟类 时钟类 class Clock public void setTime(int NewH, int NewM, int NewS) void showTime o; private int hour minute. second 此处的分号不能省略! public和 private用于指定成员的不同访问权限 8

class Clock { public: void setTime(int NewH, int NewM, int NewS); void showTime(); private: int hour, minute, second; }; 8 示例（时钟类） 例：时钟的描述 ⚫ 数据抽象：int hour, int minute, int second ⚫ 行为抽象：showTime(), setTime() ⚫ 实现方法：时钟类 此处的分号不能省略！ 时钟类 † public 和 private 用于指定成员的不同访问权限

继承与多态 继承:C+提供了继承机制,允许程序员在保持原有类特性 的基础上,进行更具体、更详细的说明。 多态:同一段程序能处理多种类型对象的能力。在C++中, 多态性是通过强制多态(如类型转换)、重载多态(如函数 重载、运算符重载)、类型参数化和包含多态(如虚函数、 模板)

9 继承与多态 继承：C++提供了继承机制，允许程序员在保持原有类特性 的基础上，进行更具体、更详细的说明。 多态：同一段程序能处理多种类型对象的能力。在C++中， 多态性是通过强制多态（如类型转换）、重载多态（如函数 重载、运算符重载）、类型参数化和包含多态（如虚函数、 模板）

类和对象基本操作 ●类的声明 ●类的成员:数据与函数 ●对象的创建 对象成员的访问 ●成员函数的定义,内联成员函数

10 ⚫ 类的声明 ⚫ 类的成员：数据与函数 ⚫ 对象的创建 ⚫ 对象成员的访问 ⚫ 成员函数的定义，内联成员函数 类和对象基本操作