第1章 面向对象程序设计基本概念

面向对象的C++语言学习课件 东华大学计算机科学与技术学院

第1章 面向对象程序设计基本概念 为什么要提出面向对象程序设计 面向对象语言和方法 类、对象和消息 面向对象程序设计特点 面向对象程序的结构

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1.1为什么要提出面向对象程序设计(1/6) 如何在程序中表示日期?(如2012年3月 15日) 第一个方案，一个简单的结构 struct Date { int y; //year int m; //month in year int d; //day of month }; 可以利用Date做什么事呢？

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1.1为什么要提出面向对象程序设计(2/6)

运行1_1.cpp,依次输入下面数据： 2012 3 15 2012 15 3 -3 13 32 2000 2 29 问题：日期的合法性无法保证

第2个方案，在第1个基础上设计一些辅 助函数，完成一些最常见的操作 1_2.cpp init_day(),初始化，将合理日期值赋给数据 成员 add_day(),增加日期的值

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1.1为什么要提出面向对象程序设计(3/6)问题：如果定义了Date型变量today,忘了初始 化就使用了它；如果又定义了 Date型变量 tomorrow,没有调用add_day(),而是 直接写了下面代码 tomorrow.y=today.y; tomorrow.m=today.m; tomorrow.d=today.d+1;

我们需要不会被程序员忘记的初始化函 数，需要被忽视的可能性很低的操作。 实现这些目标的基本技术就是成员函数， 即将函数声明于结构体

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1.1为什么要提出面向对象程序设计(4/6)struct Date { int y; //year int m; //month in year int d; //day of month Date(int y, int m, int d); //check for valid date and initialize void add_day(int n); //increase the Date by n days };

如何解决有人忘记使用add_day(),直接修 改y、m、d呢？那就是保持细节私有性，引入 类

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1.1为什么要提出面向对象程序设计(5/6)class Date{ public: Date(int y, int m, int d); void add_day(int n); int year(){return y;} int month(){return m;} int day(){return d;} private: int y, m, d; //year, month, day };

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1.1为什么要提出面向对象程序设计(6/6)

C++中，class与struct的区别class中，成员默认的访问属性为private struct中，成员默认的访问属性为public

软件维护 图形用户界面 如何更加直接地描述客观世界中存在的事 物以及它们之间的相互关系

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1.2 面向对象语言和方法(1/7)

六十年代末期——Simula 67(面向对 象语言的鼻祖)包含了类和继承的概念 类——描述特性相同或相近的一组对象的 结构和行为 继承——将多个类组织成层次结构，实现 数据和操作的共享

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1.2 面向对象语言和方法(2/7)

七十年代末八十年代初——Smalltalk (第一个真正的集成开发环境)包含类和继承，更严格的信息隐藏 带有一个巨大的、标准类库 第一个使用MVC(Model-ViewController)模式开发交互式应用软件

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1.2 面向对象语言和方法(4/7)

Smalltalk使面向对

象方法为人们注目 面向对象语言被分为两大阵营 纯粹的面向对象语言：Smalltalk、Eiffel、 Java 混合型面向对象语言：C++和CLOS

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1.2 面向对象语言和方法(5/7)

结构化程序设计软件的结构化分析、设计方法 工程化的概念的方法 但无法很好地支持越来越复杂、庞大的系统需求

面向对象方法直接将问题的求解映射到问题本身上 有目的地将系统分解为模块 将问题分解为一系列的实体(对象) 方便设计，可维护性、可扩充性好

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1.2 面向对象语言和方法(6/7)

简单的例子——图书馆管理系统包含reader(读者)对象、librarian(图书管 理员)对象、bookshelf(书架)对象等 所有的操作由各对象协作完成 借书 reader对象向librarian对象提出借书请求 librarian对象向bookshelf对象提出查书和 取书请求 然后逐步响应，逐步返回，共同完成借书操 作

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1.2 面向对象语言和方法(7/7)

面向对象方法的一些特性程序设计的重点在数据而不是函数 程序由对象组成 对象之间通过相互协作来完成功能 大多数对象的定义以数据为中心 函数与相关的数据紧密结合 数据可以被隐藏 很容易扩充新的数据和函数

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1.3 类、对象和消息(1/10)

面向对象程序设计的一般步骤分析实际问题，分辨并抽取其中的类和对 象 设计相应的类，并根据这些类创建各种对 象 协调这些对象完成程序功能

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1.3 类、对象和消息(2/10)

万物皆对象每个学生、每个班级、每个学校、每个国 家、每棵树、每本书、每部汽车——具体的 实体 “张三”、“李四”都是对象，但“人” 不是 “人”不是具体的实体，是类，是抽象概 念

类是某些对象共同特征的表示类是创建对象的模板，对象是类的实例

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1.3 类、对象和消息(3/10)

如何区分类和对象——以“人”和“张三”为 例“人”描述了所有人(包括“张三” )都具有的 属性和行为，如有姓名、身高、体重，有鼻子、 眼睛、四肢，能交流、能思维等等 类(“人”)描述的概念是抽象的 “人”的姓名是什么？ “人”的身高是什么？ 对象(“张三”)是具体的 “张三”的姓名是“张三” “张三”的身高是185CM