C語言程序設(shè)計(jì)13解析

1、第13秦C列C+第13章C到C+131面向?qū)ο蠹夹g(shù)13.2改進(jìn)的C語言13.3 C+的輸入與輸出134類與對象13.5程序設(shè)計(jì)舉例第13傘5 C+13.1面向?qū)ο蠹夹g(shù)13.1.1面向?qū)ο蠹夹g(shù)的由來和發(fā)展面向?qū)€技術(shù)產(chǎn)住的IY景與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法 產(chǎn)生的背景類似，而向?qū)﹀璩绦蛟O(shè)計(jì)方法(OOP)是 在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)訃方法的肚礎(chǔ)上發(fā)展而來的。131 5 C+13.1.2面向?qū)ο蠹夹g(shù)的兩大要素1 對象從概念上講.對彖代表著正在創(chuàng)建系統(tǒng)小的個(gè)實(shí)體。從形式上講，對彖是待處理的程序單元，是數(shù)據(jù)和方 法的封裝體。在C+中是數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)的封裝體。方法曲若I操作構(gòu)成。對象實(shí)現(xiàn)了信息隱藏，方法的 具體實(shí)現(xiàn)外部

2、是不可見的，封裝的11的足阻止卜法訪問。 對象通過消息與另一個(gè)對象傳遞信息。消息與方法-對 應(yīng)，在C+中，消息就是成員函數(shù)的調(diào)丿lh13 5 C+2類類是對象的抽象及描述，是創(chuàng)建對象的樣板，它 包含著一類對象的數(shù)據(jù)描述和方法定義。一個(gè)類的所有對象部令相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，共享相 同的方法，而各個(gè)對彖仃各口不同的狀態(tài)，類是所仃 對彖的共同行為和不同狀態(tài)的集合。由個(gè)特定的類所創(chuàng)建的對彖稱為這個(gè)類的實(shí)例。第13傘5C+13.1.3面向?qū)ο蠹夹g(shù)的三大機(jī)制1 封裝封裝的對象是數(shù)據(jù)和方法，支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝就是支持 數(shù)據(jù)抽象。在C+中，類是支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝的匚具，對象則 是數(shù)據(jù)封裝的實(shí)現(xiàn)。沒冇封裝，就沒冇面向?qū)ο蠹夹g(shù)。另

3、外，封裝還提供種對數(shù)據(jù)訪問嚴(yán)格控制的機(jī)制。 因此，數(shù)據(jù)將被隱藏在封裝體中，該封裝體通過操作接 口與外界交換信息。第13傘C釗C+2.繼承類提供r說明一組對彖結(jié)構(gòu)的機(jī)制。借助繼承這一重 要機(jī)制，已存在的類八有建立了類的能力，進(jìn)而建立類的層 次，擴(kuò)充類的定義。繼承提供了創(chuàng)建新類的種方法，個(gè)新類可以通過對 己冇類進(jìn)行修改和擴(kuò)充來定義。從-個(gè)類繼承定義的新類， 將繼承已有類的方法和屬件，并【.可添加不包含在父類中的 新方法和屈性。繭類被稱為（2有類的（類，乂稱為派生類， 已有類稱為新類的父類，又稱為基類。C卄屮允許單繼承和多繼承，一個(gè)類可以根據(jù)盂要生成 派生類。_3.多態(tài)多態(tài)是指相同的語法結(jié)構(gòu)可以代表

4、不同類型的實(shí)體或 苦對不同類型的實(shí)體進(jìn)行操作,即發(fā)出同樣的消息被不同 對彖接收時(shí)導(dǎo)致完全不同的行為。C+允許函數(shù)名和運(yùn)算符魚載，允許一個(gè)相同的標(biāo)識(shí)符 或運(yùn)算符代表參個(gè)不同實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，這是編譯時(shí)的多態(tài)性。C+屮可以定義熄兩數(shù)，通過定義虛曲數(shù)來支持動(dòng)態(tài)聯(lián) 編。動(dòng)態(tài)聯(lián)編是另一類重要的多態(tài)性，箔態(tài)性形成由父類 和它們的了類組成的個(gè)樹型結(jié)構(gòu)。在這個(gè)樹中的每個(gè) 子類可接收一個(gè)或多個(gè)具有相同名字的消息。當(dāng)一個(gè)消息 被這個(gè)樹中一個(gè)類的一個(gè)對象接收時(shí)，這個(gè)對象動(dòng)態(tài)地決 定豈多態(tài)性。第13拿5 C+13.1.4面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法是口前最先進(jìn)的程用設(shè)計(jì)方 法。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)模擬人類認(rèn)識(shí)問題較高

5、.較廣層次 的過程。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)功能抽象，程序的模塊化, 基功能進(jìn)行模塊分解；而向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)以數(shù)據(jù)抽象為 基礎(chǔ),綜合了功能抽象和數(shù)據(jù)抽象，基于數(shù)據(jù)抽象進(jìn)行模 塊分解。第13章5 C+13.2改進(jìn)的C語言13.2.1 C+程序1.C+程序一般結(jié)構(gòu)/c-M-ftir的簡單實(shí)例# include *riostream.irmain ()(doublex y：COUIVV請輸入兩個(gè)數(shù)：cinxy：double z：z=x+y：coin vC+y=v Window及Help 9 個(gè)菜 單項(xiàng)。13f 5 C+圖 13- I第13勒5 C+2)編譯連接和運(yùn)行源程序選擇菜單項(xiàng)Build,出現(xiàn)Build

6、的下拉式菜單,在該下拉 式菜屮選擇Compile 菜單項(xiàng)，這時(shí)系統(tǒng)開始對當(dāng) 詢的源程序進(jìn)行編譯。在編譯的過程中，將所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤 顯示在屏幕下方的“Build窗口中。所顯示的出錯(cuò)信息指 出該錯(cuò)誤所在的行號(hào)和該錯(cuò)浜的性質(zhì)，程序員可根據(jù)這吃 信息采用全屏幕編輯方式修改程序。當(dāng)用鼠標(biāo)雙擊出錯(cuò)信 息提示行時(shí),該錯(cuò)誤信息對應(yīng)的行將加亮顯示,或在該行 前而用一個(gè)箭頭加以指示。往往因?yàn)橐粋€(gè)錯(cuò)謀而出現(xiàn)多行 出錯(cuò)信息，因此，常常在修改一條錯(cuò)謀后，再迪新編譯， 如果有錯(cuò)誤，再繼續(xù)修改，宜到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。第13勒5 C+在沒有錯(cuò)誤時(shí)，顯示錯(cuò)謀信息的窗I丨內(nèi)將顯示如 下信息：*.obj-0 error (s) , 0

7、warning (s)編譯無錯(cuò)誤后,再進(jìn)行連接。這時(shí)選擇“Build菜 單中的“Build *exe/z選項(xiàng)。同樣，對出現(xiàn)的錯(cuò)誤 要根據(jù)出錯(cuò)信息行屮顯示內(nèi)容進(jìn)彳亍修改，直到編譯連 接無錯(cuò)誤為止。這時(shí)，在“Build窗口會(huì)顯示如下信息:*.exe-0error (s) 0 warning (s)1322常規(guī)改進(jìn)1新增的關(guān)鍵字asmcatchclassdelete friendinlinenewoperatorprivateprotectedpublic templatethisvirtual第13章C列C+2 注釋即用“/導(dǎo)引出單行注釋當(dāng)然，C中原有的 /*和*/注釋方法，仍可使用,并且常用于多

8、行注釋 情況。3 類型轉(zhuǎn)換O+支持兩種不同的類型轉(zhuǎn)換形式:ini i=0；long 1= (long) i： C的類型轉(zhuǎn)換long m=long (i) : C+的新風(fēng)格C+新風(fēng)格的類型轉(zhuǎn)換形式看上去像是一個(gè)函數(shù)調(diào)用, 所以可讀性較好。而且,這種形式也適合于用八定義類型 的轉(zhuǎn)換（用定義函數(shù)來實(shí)現(xiàn)）。第13勒5 C+4 靈活的聲明5 constC+中，類型限定符constJIJ來表示常量，所以, C+中的常就可以是有類型的，程序員不必再用# define創(chuàng)建無類型常量。例如：const int size=IOO；聲明成const的變量,實(shí)際是常量,在程序中是用 任何方法不可修改的。ANSI C從

9、C卄中借用rconst的概念，但實(shí)現(xiàn)方法 有所不同。第13傘5 C+6、structC+的struct的標(biāo)識(shí)符4看作是類型名，所以定義某 個(gè)struct變量比C中更加直觀。例如，在C中:struct point int x； int y）：struct point p：而在C卄中：struct point int x： int y|：point p；union的情況也是如此。為了保持兼容性，C+仍然接受老用法。在后面會(huì)看到, C+的類就是對C中strucl的擴(kuò)充。7.作用域分辨運(yùn)算符“：”“：”是作用域分辨運(yùn)算符，它用于訪問在為前作 用域中被隱藏的數(shù)據(jù)項(xiàng)。例如：int a：int main (

10、)(float a：a=l.5； 訪問十詢作用域的a:a=2： /訪問全局域的a13.23 C+的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配C程用中，動(dòng)態(tài)內(nèi)心分配是通過調(diào)用諸如malloc()和free ()等庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，而C+給出了川new和delete運(yùn)舁符進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分呢的新方法。第13傘5 C+第 13* 5 C+13.2.4引用引入引用機(jī)制后,可有如卜C+程序：void swapinl (int &a* ini &b) 農(nóng)示引用，類似 f pascal 中變參(int (cinp=a：a=b； b=tcmp：第13章C列C+調(diào)用該函數(shù)的C+方法為：swapint (x y):運(yùn)算符“&表示引用，可以把參數(shù)樂b看

11、作是調(diào)用實(shí) 參的別名，C+自動(dòng)把x、 y的地址作為參數(shù)傳遞給 swapint ()函數(shù)，形參與實(shí)參共享存儲(chǔ)單元。當(dāng)人的結(jié)構(gòu)(如用戶定義類的對象)被傳遞給函數(shù)時(shí), 使川引川參數(shù)可使得參數(shù)傳遞效率得到提烏。若不需改變 參數(shù)的值，可Jllconst對參數(shù)說明加以限定，從而保護(hù)數(shù)據(jù) 的安全性。例如：void geldata (const int & data)13.2.5 C+中的函數(shù)1. main ()C并無特別規(guī)定main ()函數(shù)的格式，因?yàn)橥?常并不關(guān)心返回何種狀態(tài)給操作系統(tǒng)。然而，C+卻 要求main ()函數(shù)匹配下面兩種原型之_：Void main ()int main (int argc

12、. char*argv )第 13* 5 C+2.函數(shù)原型函數(shù)原型(prototyping)的概念在前血章節(jié)C提及, 其實(shí)ANSI C正是從C卄中借用了這做法。函數(shù)原型實(shí) 際上就是対函數(shù)的頭格式進(jìn)彳J：說明，包含函數(shù)名、參數(shù) 及返回值類型。傳統(tǒng)C中的函數(shù)說明只是定義函數(shù)的返回值的類型, 并不涉及參數(shù)，如：int something ():而在C+屮的函數(shù)說明應(yīng)是詳細(xì)的頭格式：int something (char*str, unsigned int len):第13車5C+3 內(nèi)聯(lián)函數(shù)當(dāng)函數(shù)定義是lhinline開頭時(shí),表明此函數(shù)為內(nèi)聯(lián) 函數(shù)。編譯后，它不是單獨(dú)段可調(diào)用的代碼，而是 被插入在對

13、該函數(shù)的毎次調(diào)川處，從而完成與函數(shù) 調(diào)用柑同的功能。例如：inline int sum (int a, int b)return a+b： 這樣函數(shù)調(diào)用無需棧,代碼重用。第13傘5 C+4缺省參數(shù)值void delay (int Ioops= 1(X)0): 網(wǎng)數(shù)原型,給出缺省的參數(shù)值void delay (ini loops) 函數(shù)運(yùn)義(for (int i=0： i complex c2)complex t；t.r=c I.r+c2.r：t.i=c I.i+c2.i：return (t)；第13傘5 C+JIJoperatorJT；跟運(yùn)算符號(hào)來定義帀載運(yùn)算符函數(shù)。 重載運(yùn)算符的使用,如同運(yùn)

14、算符原來的使用規(guī)則。 例如：complex x, y. sum：sum=x+y :顯然，通過重載，C+的語旬史易丁理解。第13秦5 C+13.3 C+的輸入與輸出133.1 C+流類結(jié)構(gòu)1. iostream庫iostrca m庫中具有streambuf和ios兩個(gè)平彳f的類,這 都是基木的類，分別完成不同的匸作。streambuf類提供 基本流操作，但不提供格式支持。類ios為格式化I/O提 供基本操作。2 標(biāo)準(zhǔn)流iostrcam.h說明 了 標(biāo)準(zhǔn)流對象cin、cout ccrr 與clog。在包含iostrcam.h以看,這些流對象就C經(jīng)自動(dòng)建立并打 開f o cin是標(biāo)準(zhǔn)輸入流，對應(yīng)于C

15、的stdin； coul是標(biāo)準(zhǔn) 輸出流，對應(yīng)的stdout； ccn和clog流被連到標(biāo)準(zhǔn)輸出 h對應(yīng)J C的stderr。cerr和clog之間的IX別是cerr沒冇緩 沖，發(fā)送給它的任何輸出立即被執(zhí)行，而clog只有、“|緩 沖區(qū)滿時(shí)才有輸出。缺省時(shí),C+標(biāo)準(zhǔn)流被連到控制臺(tái) 上。第13傘5 C+13.3.2基本I/O操作1 輸出一入符“vv 的左操作數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)輸出流對象，右操作數(shù)為 待輸出的某類型值。例如：coutwHello! nw； 輸出Hello!,并換彳j：這時(shí)“vv為7申或char*插入符。插入運(yùn)算符返回所 調(diào)用的ostream對象的引用，由于為左結(jié)合，所以可以 連寫。第13秦5

16、C+2.輸入一提取符“、 的左操作數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)輸入流，右操作數(shù)為行輸 入量。它比scanf ()函數(shù)更緊湊，且可讀性更好，也不 易出錯(cuò)。例如：cinx：從cin輸入值到x。注意它與scanf ()函數(shù)不同，x前并沒 何地址運(yùn)算符，與插入符類似，提取符“也支持連 寫。 程序員可以為自己定義的類(型)雄立相應(yīng)的 插入和提取函數(shù)。第13車5 C+13.3.3格式化I/O1用iOS成員函數(shù)進(jìn)行格式化Eiostream. h中，冇如下有關(guān)格式化標(biāo)，也的枚舉類 型定義：enumskipws=0x0001, 跳過輸入中的它門字符left=OxOOO2, 輸出數(shù)據(jù)莊對齊right=0x0004輸出數(shù)據(jù)右對齊int

17、emal=0x(XX)8, 數(shù)據(jù)符號(hào)左對齊，數(shù)據(jù)本口右對齊 dcc=OxO() 0，轉(zhuǎn)換奧數(shù)為十進(jìn)制形式 oct=0x0020, 轉(zhuǎn)換堆數(shù)為八進(jìn)制形式 hex=0x0040, /轉(zhuǎn)換基數(shù)為卜六進(jìn)制形式 showbase=0x0080, 輸出的數(shù)值數(shù)據(jù)全面帶基數(shù)符號(hào)(0或Ox) showpoint=()xO 100，浮點(diǎn)數(shù)輸出帯小數(shù)點(diǎn) uppcrcasc=OxO2(X), 用大寫字母輸出十六進(jìn)制數(shù)值 showpos=0x0400, 止數(shù)全lAj帶號(hào)scientific=0x0800，浮點(diǎn)數(shù)輸出采用科學(xué)表示法 fixed=Ox 1000, /浮點(diǎn)數(shù)輸出采用定點(diǎn)熟形式 unitbuf=0x2000,

18、 /成操作后立即刷新緩沖區(qū) stdio=0x4000 完成操作丿后刷新stdout, stderr h第13秦5 C+格式標(biāo)志存放r 個(gè)long格數(shù)屮，要設(shè)置它可用 ios的sctf ()函數(shù)，其一般格式為：long sctf (long flags):該函數(shù)設(shè)置參數(shù)flags所指定的標(biāo)志，返冋格式更 新前的標(biāo)，忐。例如，耍設(shè)置showbase標(biāo)，忐，可使用如 下語句：stream, setf (ios 11 showbase) :/其中 strea m 是所涉及的流實(shí)你上，還可以一次調(diào)用self ()來同時(shí)設(shè) 置多個(gè)標(biāo)志。例如：cout.setf （ios： ：showpos I ios：

19、： scientific）；第13車5 C+清除標(biāo)志可用unsetf ()函數(shù),其原型與seif ()類 似。川flags ()函數(shù)町得到半前標(biāo)志值和設(shè)置新標(biāo)志， 分別具有以下兩種原型：long flags (void):long flags (long Hags):除了標(biāo)志外，格式輸出還可設(shè)置域?qū)?、填充字符?輸出精度。其原型分別為：int width (int len)；char fill (char ch):int precision (int num)；第13章C列C+請編譯運(yùn)行卜而這段程序:稈 include Hioslream.hirVoid maincout.setf (ios

20、： ： showposl ios: scientific): cout 123 1232vvn” ：cout.precision (2)；cout.width (10)；cou( 123 12325” ：cout.fill (*#*)；cout.width ( 10)：coinvvl23vvvv23.12：)運(yùn)行結(jié)果為:+123+1.2312c+O2+123+1.23c+O2nnn # # #+123+1.23+02輸出結(jié)果:12342 用操作子進(jìn)行格式化流類庫所定義操作子如下：dec. hex, oct：數(shù)值數(shù)據(jù)采用I進(jìn)制或I六進(jìn)制、八進(jìn)制表示.setbase (int n):設(shè)?i!數(shù)制轉(zhuǎn)

21、換墾數(shù)為n (0、8、10、16. 0農(nóng) 示便用缺省基數(shù))。ws：提取空白符。ends：插入空字符。flush：刷新與流相關(guān)聯(lián)的緩沖I*。resetiosflags (long ):消除參數(shù)所指定的林，忐位.setiosflags (long),設(shè)置參數(shù)所指定的標(biāo)志位.setfill (int):設(shè)置填充字符。sclsprccision (int):設(shè)置浮點(diǎn)數(shù)輸出的冇效數(shù)字個(gè)數(shù)。sclw(int),設(shè)置輸出數(shù)據(jù)項(xiàng)的域釦第13車5 C+例如：int i=1234：coutselw (12) iendl；13.4類與對象13.4.1類的定義類的定義格式為：class類名public：成員函數(shù)或數(shù)據(jù)

22、成員的說明private：成員函數(shù)或數(shù)據(jù)成員的說明I：第13傘5 C+其屮,class是定義類的關(guān)鍵字。類名是一標(biāo)識(shí)符, 通常用“T字母開始的了符串作為類名,T用來表示 類,以示與對象、函數(shù)名區(qū)別。花括匕內(nèi)是類的說 明部分（包括前面的類頭），說明該類的成員。第 13* C 列 C+例如，下面給出一個(gè)關(guān)于日期的類的定義。該類是 對日期抽彖,該類的對彖將是某個(gè)具體口期。H期類的說明部分：class TDatepublic：void SetDate (int y int m, int d)；int IsLeap Year ():void Print (): private： int year, mo

23、nth, day；第13拿5C+類名為TDateo有三個(gè)公有成員.都是成員函數(shù)。SetDaie ()函數(shù)是設(shè)置日期的，用它來使對象獲取值; IsLeapYear ()函數(shù)是個(gè)用來判斷是否是閏年的函數(shù): 返回值為1表示該年是閏年，返回值為0農(nóng)示該年不是閏 年：print ()函數(shù)川來將年、丿J、H的具體值輸出顯 示。關(guān)丁這三個(gè)函數(shù)的功能通過下面的實(shí)現(xiàn)部分吋以看 lljo還冇三個(gè)私有成員，它們是ini型變址year、month 和day。該類共有六個(gè)成員。H期類的實(shí)現(xiàn)部分：void TDate11SetDate (int y, int m, int d)ycar=y： month=m： day=d：)int TDate: IsLeapYear ()return ( year%4=0&year% 100 !=0 )(year%400=0) : void TDate : Print ()coutycarw. M