第五章 數(shù)據(jù)共享和保護(hù)

1、第五章 數(shù)據(jù)的共享和保護(hù)C+語言程序設(shè)計本章主要內(nèi)容 作用域與可見性 對象的生存期 數(shù)據(jù)與函數(shù) 靜態(tài)成員 友元 共享數(shù)據(jù)的保護(hù) 編譯預(yù)處理命令 多文件結(jié)構(gòu)和工程作用域 作用域：一個標(biāo)識符在程序正文中有效的區(qū)域。 C+中的作用域有函數(shù)原型作用域、局部作用域（塊作用域）、類作用域和命名空間作用域。作用域與可見性函數(shù)原型作用域 函數(shù)原型中的參數(shù)，其作用域始于(，結(jié)束于)。 下列原型聲明：double Area(double r);r 的作用域僅在于此，不能用于程序正文其它地方，因而可有可無。作用域與可見性局部（塊）作用域v在塊中聲明的標(biāo)識符，其作用域自聲明處起，限于塊中。void fun(int a

2、) int b=a; cinb; if (b0) int c; . c的作用域b的作用域作用域與可見性類作用域v類作用域作用于特定的成員名。v類X的成員M具有類作用域，對M的訪問方式如下： v如果在X的成員函數(shù)中沒有聲明同名的局部作用域標(biāo)識符，那么在該函數(shù)內(nèi)可以訪問成員M。v通過表達(dá)式x.M或者X:M訪問。(x為X類的對象)v通過表達(dá)式ptr-M作用域與可見性命名空間作用域v命名空間的含義和作用vstd命名空間，如何聲明命名空間？v如何使用命名空間內(nèi)的標(biāo)識符？一般形式如何使一般形式簡化？v命名空間可以嵌套v全局命名空間和匿名命名空間v全局變量具有命名空間作用域，例5-1。作用域與可見性可見性v

3、可見性是從對標(biāo)識符的引用的角度來談的概念。v如果標(biāo)識符在某處可見，則就可以在該處引用此標(biāo)識符。局部作用域類作用域命名空間作用域作用域與可見性可見性作用域可見性的一般規(guī)則：作用域可見性的一般規(guī)則：v標(biāo)識符應(yīng)聲明在先，引用在后。v在同一作用域中，不能聲明同名的標(biāo)識符。v如果某個標(biāo)識符在外層中聲明，且在內(nèi)層中沒有同一標(biāo)識符的聲明，則該標(biāo)識符在內(nèi)層可見。v對于兩個嵌套的作用域，如果在內(nèi)層作用域內(nèi)聲明了與外層作用域中同名的標(biāo)識符，則外層作用域的標(biāo)識符在內(nèi)層不可見。作用域與可見性同一作用域中的同名標(biāo)識符v在同一作用域內(nèi)的對象名、函數(shù)名、枚舉常量名會隱藏同名的類名或枚舉類型名。（實例）v重載的函數(shù)可以有相同

4、的函數(shù)名。作用域與可見性對象的生存期對象從產(chǎn)生到結(jié)束的這段時間就是它的生存期。在對象生存期內(nèi)，對象將保持它的值，直到被更新為止。對象的生存期靜態(tài)生存期v靜態(tài)生存期與程序的運行期相同。v在命名空間作用域中聲明的對象具有靜態(tài)生存期。v在函數(shù)內(nèi)部聲明靜態(tài)生存期對象，要冠以關(guān)鍵字static 。對象的生存期#includeint i=5; int main() couti=iendl; . . return 0;對象的生存期例動態(tài)生存期v是在塊作用域中聲明的，沒有用static修飾的對象是具有動態(tài)生存期的對象（習(xí)慣稱局部對象）。v動態(tài)生存期對象開始于程序執(zhí)行到聲明點時，結(jié)束于命名該標(biāo)識符的作用域結(jié)束處

5、。對象的生存期#includevoid fun();void main() fun(); fun();void fun() static int a=1; int i=5; a+; i+; couti=i,a=aendl;運行結(jié)果：i=6, a=2i=6, a=3i是動態(tài)生存期a是靜態(tài)生存期對象的生存期例例5-2 變量的生存期與可見性#includeint i=1; void main(void) static int a; int b=-10; int c=0; void other(void); cout-MAIN-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; c=c+

6、8; other(); cout-MAIN-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; i=i+10; other(); 對象的生存期void other(void) static int a=2; static int b; int c=10; a=a+2; i=i+32; c=c+5; cout-OTHER-n; cout i: i a: a b: b c: cendl; b=a;運行結(jié)果：-MAIN- i: 1 a: 0 b: -10 c: 0-OTHER- i: 33 a: 4 b: 0 c: 15-MAIN- i: 33 a: 0 b: -10 c: 8-OTH

7、ER- i: 75 a: 6 b: 4 c: 15例5-3 具有靜態(tài)、動態(tài)生存期對象的時鐘程序#includeclass Clockpublic:Clock();void SetTime(int NewH, int NewM, int NewS); void ShowTime();Clock()private:int Hour,Minute,Second;對象的生存期Clock:Clock() Hour=0;Minute=0;Second=0;void Clock:SetTime(int NewH, int NewM, int NewS) Hour=NewH;Minute=NewM;Secon

8、d=NewS;void Clock:ShowTime() coutHour:Minute:Secondendl;Clock globClock;void main() coutFirst time output:endl;globClock.ShowTime(); globClock.SetTime(8,30,30);Clock myClock(globClock); coutSecond time output:endl;myClock.ShowTime();程序的運行結(jié)果為：First time output:0:0:0Second time output:8:30:30C+中實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

9、的方式v數(shù)據(jù)存儲在局部對象中，通過參數(shù)傳遞實現(xiàn)共享函數(shù)間的參數(shù)傳遞。v數(shù)據(jù)存儲在全局對象中。v將數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)的函數(shù)封裝在類中。v使用靜態(tài)成員。v使用友元。數(shù)據(jù)與函數(shù)使用全局對象#includeint global;void f() global=5;void g() coutglobalendl;int main() f(); g(); /輸出“5” return 0;數(shù)據(jù)與函數(shù)將函數(shù)與數(shù)據(jù)封裝#includeclass Application public: void f(); void g(); private: int global;void Application:f() globa

10、l=5;void Application:g() coutglobalendl;int main() Application MyApp; MyApp.f(); MyApp.g(); return 0;數(shù)據(jù)與函數(shù)靜態(tài)成員（*）v靜態(tài)數(shù)據(jù)成員作用是解決同一個類的不同對象之間的數(shù)據(jù)共享。用關(guān)鍵字static聲明。該類的所有對象維護(hù)該成員的同一個拷貝。必須在類外定義和初始化，用:來指明所屬的類。v靜態(tài)成員函數(shù)類外代碼可以使用類名和作用域操作符來調(diào)用靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)只能引用屬于該類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員例5-4 具有靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的 Point類#include class P

11、ointpublic:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx; Y=yy; count+; Point(Point &p);int GetX() return X;int GetY() return Y;void ShowCount() cout Object id=countendl;private:int X,Y;static int count;靜態(tài)成員Point:Point(Point &p) X=p.X;Y=p.Y;count+;int Point:count=0; void main() Point A(4,5);coutPoint A:A.GetX(),A.

12、GetY();A.ShowCount();Point B(A);coutPoint B:B.GetX(),B.GetY();B. ShowCount();靜態(tài)成員函數(shù)舉例#includeclass Application public: static void f(); static void g(); private: static int global;int Application:global =0;void Application:f() global=5;void Application:g() coutglobalendl;int main() Application:f();

13、Application:g(); return 0;靜態(tài)成員靜態(tài)成員函數(shù)舉例class A public: static void f(A a); private: int x;void A:f(A a) coutx; /錯誤 couta.x;靜態(tài)成員具有靜態(tài)數(shù)據(jù)、函數(shù)成員的Point類#include class Point public:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=yy;count+;Point(Point &p);int GetX() return X;int GetY() return Y;static void ShowCount () cout

14、 Object id=countendl;private:int X,Y;static int count;靜態(tài)成員Point:Point(Point &p) X=p.X;Y=p.Y;count+;int Point:count=0;void main() Point A(4,5);coutPoint A:A.GetX(),A.GetY();Point:ShowCount ();Point B(A);coutPoint B:B.GetX(),B.GetY(); Point:ShowCount (); 友元v友元是C+提供的一種破壞數(shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)隱藏的機(jī)制。v通過將一個模塊聲明為另一個模塊的友元

15、，一個模塊能夠引用到另一個模塊中本是被隱藏的信息。v可以使用友元函數(shù)和友元類。v為了確保數(shù)據(jù)的完整性，及數(shù)據(jù)封裝與隱藏的原則，建議盡量不使用或少使用友元。 友 元友元函數(shù)v友元函數(shù)是在類聲明中由關(guān)鍵字friend修飾說明的非成員函數(shù)，在它的函數(shù)體中能夠通過對象名訪問 private 和 protected成員。v作用：增加靈活性，使程序員可以在封裝和快速性方面做合理選擇。v友元函數(shù)必須通過對象名訪問對象中的成員。 友 元例5-6 使用友元函數(shù)計算兩點距離#include #include class Point public:Point(int xx=0, int yy=0) X=xx;Y=y

16、y;int GetX() return X;int GetY() return Y;friend float Distance(Point &a, Point &b); private:int X,Y; 友 元double Distance( Point& a, Point& b) double dx=a.X-b.X; double dy=a.Y-b.Y; return sqrt(dx*dx+dy*dy);int main() Point p1(1, 1), p2(4, 5); double d=Distance(p1, p2); coutThe distance is dendl; retu

17、rn 0;友元類v若一個類為另一個類的友元，則此類的所有成員函數(shù)都能通過對象名直接訪問對方類的私有成員。v聲明語法：將友元類名在另一個類中使用friend修飾說明。 友 元友元類舉例class A friend class B; public: void Display() coutxendl; private: int x;class B public: void Set(int i); void Display(); private: A a; 友 元void B:Set(int i) a.x=i;void B:Display() a.Display();友元關(guān)系的性質(zhì)友元關(guān)系是不能傳遞的

18、。友元關(guān)系是單向的。友元關(guān)系是不被繼承的。常類型 常類型的對象必須進(jìn)行初始化，而且不能被更新。v常引用：被引用的對象不能被更新。const 類型說明符 &引用名v常對象：必須進(jìn)行初始化,不能被更新。類名 const 對象名v常數(shù)組：數(shù)組元素不能被更新。類型說明符 const 數(shù)組名大小.v常指針：指向常量的指針。 共享數(shù)據(jù)的保護(hù)例5-7常引用做形參#includevoid display(const double& r);int main() double d(9.5); display(d); return 0;void display(const double& r) coutrendl;

19、 共享數(shù)據(jù)的保護(hù)常對象舉例class A public: A(int i,int j) x=i; y=j; . private: int x,y;A const a(3,4); /a是常對象，不能被更新 共享數(shù)據(jù)的保護(hù)用const修飾的類成員v常成員函數(shù)使用const關(guān)鍵字說明的函數(shù)。常成員函數(shù)不更新對象的數(shù)據(jù)成員。常成員函數(shù)說明格式：類型說明符 函數(shù)名（參數(shù)表）const;這里，const是函數(shù)類型的一個組成部分，因此在實現(xiàn)部分也要帶const關(guān)鍵字。const關(guān)鍵字可以被用于參與對重載函數(shù)的區(qū)分v通過常對象只能調(diào)用它的常成員函數(shù)。v常數(shù)據(jù)成員使用const說明的數(shù)據(jù)成員。 共享數(shù)據(jù)的保護(hù)例

20、5-8 常成員函數(shù)舉例#includeclass R public: R(int r1, int r2)R1=r1;R2=r2; void print(); void print() const; private: int R1,R2; 共享數(shù)據(jù)的保護(hù)void R:print() coutR1:R2endl;void R:print() const coutR1;R2endl;void main() R a(5,4); a.print(); /調(diào)用void print() const R b(20,52); b.print(); /調(diào)用void print() const例5-9 常數(shù)據(jù)成員舉

21、例#includeclass Apublic:A(int i);void print();const int& r;private:const int a;static const int b; /靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員; 共享數(shù)據(jù)的保護(hù)const int A:b=10; A:A(int i):a(i),r(a) void A:print() couta:b:rendl; void main() A a1(100),a2(0); a1.print(); a2.print();編譯預(yù)處理命令v#include 包含指令v將一個源文件嵌入到當(dāng)前源文件中該點處。v#include v按標(biāo)準(zhǔn)方式搜索，文件位于

22、C+系統(tǒng)目錄的include子目錄下v#include文件名v首先在當(dāng)前目錄中搜索，若沒有，再按標(biāo)準(zhǔn)方式搜索。v#define 宏定義指令v定義符號常量，很多情況下已被const定義語句取代。v定義帶參數(shù)宏，已被內(nèi)聯(lián)函數(shù)取代。v#undefv刪除由#define定義的宏，使之不再起作用。條件編譯指令 #if 和 #endif#if 常量表達(dá)式 /當(dāng)“ 常量表達(dá)式”非零時編譯 程序正文 #endif. 編譯預(yù)處理命令條件編譯指令#else #if 常量表達(dá)式 /當(dāng)“ 常量表達(dá)式”非零時編譯程序正文1 程序正文1 #else/當(dāng)“ 常量表達(dá)式”為零時編譯程序正文2 程序正文2#endif 編譯預(yù)處理命令條件編譯指令 #elif#if 常量表達(dá)式1