第2章 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)

VisualC++實(shí)用教程第2章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)1教學(xué)目標(biāo)：了解面向?qū)ο蟮幕靖拍?/p>

熟練掌握類(lèi)、對(duì)象、派生類(lèi)的定義和使用

掌握類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義和特點(diǎn)

能夠利用虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)多態(tài)性熟悉友元的特性

2教學(xué)內(nèi)容：2.1面向?qū)ο蟮幕靖拍?.2類(lèi)和對(duì)象的定義2.3繼承性和派生類(lèi)2.4多態(tài)性2.5友元2.6模板32.1

面向?qū)ο蟮幕靖拍钣^點(diǎn)：自然界是由實(shí)體（對(duì)象）所組成。程序設(shè)計(jì)方法：使用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)來(lái)描述、模仿并處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。要求：高度概括、分類(lèi)、和抽象。目的：實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)化。程序=多個(gè)對(duì)象+消息4類(lèi)和對(duì)象對(duì)象是現(xiàn)實(shí)世界中一個(gè)實(shí)際存在的事物對(duì)象的靜態(tài)特征對(duì)象的行為類(lèi)是具有相同屬性和行為的一組對(duì)象的集合，它為屬于該類(lèi)的全部對(duì)象提供了統(tǒng)一的抽象描述，其內(nèi)部包括屬性和行為兩個(gè)主要部分。對(duì)象之間的交互：發(fā)送消息5封裝封裝的目的是隱藏對(duì)象的內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。通過(guò)封裝，可以將對(duì)象的外部接口與內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分開(kāi)。

目的是增強(qiáng)安全性和簡(jiǎn)化編程，使用者不必了解具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而只需要通過(guò)外部接口，以特定的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，來(lái)使用類(lèi)的成員。6繼承繼承是C++中支持層次分類(lèi)的一種機(jī)制，允許程序員在保持原有類(lèi)特性的基礎(chǔ)上，對(duì)新類(lèi)進(jìn)行更具體的說(shuō)明。實(shí)現(xiàn)：聲明派生類(lèi)——2.37多態(tài)性多態(tài)：同一名稱(chēng)，不同的功能實(shí)現(xiàn)方式。目的：標(biāo)識(shí)統(tǒng)一，減少程序中標(biāo)識(shí)符的個(gè)數(shù)；接口統(tǒng)一，增加程序的靈活性實(shí)現(xiàn)：——2.4編譯時(shí)的多態(tài)性：重載函數(shù)運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性：虛函數(shù)82.2類(lèi)與對(duì)象的定義類(lèi)是C++的靈魂，如果不真正掌握類(lèi)，就不能真正掌握C++C++中的類(lèi)就是一種用戶(hù)自己定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，和其它數(shù)據(jù)類(lèi)型不同的是，組成這種類(lèi)型的不僅可以有數(shù)據(jù)，而且可以有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的函數(shù)。為了封裝的需要，一般將類(lèi)的定義放在一個(gè).h文件中，而將類(lèi)的成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)放在一個(gè).cpp文件中。92.2.1類(lèi)的定義class類(lèi)名稱(chēng){

public:

公有成員（外部接口）

private:

私有成員

protected:

保護(hù)成員}；類(lèi)與外部的接口只允許本類(lèi)中的函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)(可省略）只能由本類(lèi)及其派生類(lèi)的成員函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)是必需的成員訪(fǎng)問(wèn)說(shuō)明符10例2.1：圓類(lèi)的定義見(jiàn)教材24頁(yè)11類(lèi)的數(shù)據(jù)成員（成員變量）：與一般的變量聲明相同，但需要將它放在類(lèi)的聲明體中，一般為私有訪(fǎng)問(wèn)屬性。類(lèi)的成員函數(shù)定義：在類(lèi)中說(shuō)明原型，類(lèi)外給出函數(shù)體實(shí)現(xiàn)，函數(shù)名之前必須加類(lèi)名和作用域區(qū)分符限定將成員函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：成員函數(shù)在類(lèi)的內(nèi)部定義，此時(shí)無(wú)須使用inline關(guān)鍵字，成員函數(shù)自動(dòng)為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。成員函數(shù)在類(lèi)內(nèi)聲明，在類(lèi)外定義。但在類(lèi)外定義時(shí)，要加關(guān)鍵字inline。定義與聲明放在同一.h文件中。說(shuō)明：12const成員函數(shù)const成員函數(shù)：不修改數(shù)據(jù)成員的值，在程序中如果不小心修改了這個(gè)成員函數(shù)中的對(duì)象，則編譯器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤信息。const成員函數(shù)的定義方法：在函數(shù)的原型和定義中，在函數(shù)參數(shù)表和函數(shù)定義的左花括號(hào)之間加入const關(guān)鍵字。類(lèi)的成員函數(shù)允許重載，允許帶缺省參數(shù)值。132.2.2構(gòu)造函數(shù)性質(zhì)：與類(lèi)同名、無(wú)返回類(lèi)型在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用允許重載、帶缺省值如果類(lèi)中未聲明，則系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)缺省形式的構(gòu)造函數(shù)，形如：類(lèi)名（）{}作用：對(duì)象的初始化14構(gòu)造函數(shù)舉例---CCircle類(lèi)classCCircle{public:

CCircle()//無(wú)參（缺省）構(gòu)造函數(shù)

{ radius=1;}CCircle(doubler)//帶參構(gòu)造函數(shù)

……private: doubleradius;};CCircle::CCircle(doubler){radius=r>0?r:1;}兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)合成一個(gè)帶缺省值的構(gòu)造函數(shù)CCircle(doubler=1);//構(gòu)造函數(shù)原型CCircle::CCircle(doubler)//構(gòu)造函數(shù)定義{radius=r>0?r:1; }15拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的構(gòu)造函數(shù)，其形參為本類(lèi)對(duì)象的引用。class類(lèi)名{public:

類(lèi)名（形參）；//構(gòu)造函數(shù)類(lèi)名（類(lèi)名&對(duì)象名）；//拷貝構(gòu)造函數(shù)

……}；類(lèi)名::類(lèi)名（類(lèi)名&對(duì)象名）//拷貝構(gòu)造函數(shù)的實(shí)現(xiàn){函數(shù)體}16拷貝構(gòu)造函數(shù)舉例classCCircle{public:

CCircle(floatm=1,floatn=1,floatr=1);

CCircle(constCCircle&c)//拷貝構(gòu)造函數(shù)

{ radius=c.radius; }……};17當(dāng)用類(lèi)的一個(gè)對(duì)象去初始化該類(lèi)的另一個(gè)對(duì)象時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用它實(shí)現(xiàn)對(duì)象的拷貝賦值。voidmain(){

CCirclec1;

CCircle

c2(c1);//拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用}拷貝構(gòu)造函數(shù)調(diào)用之一18拷貝構(gòu)造函數(shù)調(diào)用之二若函數(shù)的形參為類(lèi)對(duì)象按值傳遞時(shí)，實(shí)參賦值給形參，將自動(dòng)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，例如：voidfun1(CCirclec){

cout<<c.GetRadius()<<endl;}voidmain(){

CCirclec1(2,2,10);fun1(c1);//調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

}

19當(dāng)函數(shù)的返回值是類(lèi)對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。例如：CCirclefun2(){

CCirclec2(10);returnc2;//調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)}voidmain(){

CCirclec3;c3=fun2();}拷貝構(gòu)造函數(shù)調(diào)用之三20對(duì)于任何類(lèi)，如果程序員沒(méi)有定義拷貝構(gòu)造函數(shù)，則系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，這種拷貝構(gòu)造函數(shù)在執(zhí)行時(shí)，只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的成員復(fù)制，這對(duì)于含有指針成員的類(lèi)是非常危險(xiǎn)的，在這種情況下，必須自定義拷貝構(gòu)造函數(shù)。拷貝構(gòu)造函數(shù)說(shuō)明212.2.3析構(gòu)函數(shù)作用：是釋放對(duì)象所占的動(dòng)態(tài)內(nèi)存空間。

特點(diǎn)：函數(shù)名：~類(lèi)名（）；沒(méi)有參數(shù)，也不返回任何值不允許重載如果類(lèi)中未定義析構(gòu)函數(shù)，編譯器將自動(dòng)生成一個(gè)缺省的析構(gòu)函數(shù)。形如:~類(lèi)名(){}22在下列兩種情況下會(huì)被自動(dòng)調(diào)用：

對(duì)象定義在一個(gè)函數(shù)體中，該函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)；用new生成的動(dòng)態(tài)對(duì)象，當(dāng)使用delete刪除時(shí)，自動(dòng)調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。通常利用析構(gòu)函數(shù)刪除對(duì)象中指針成員所指向的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間，當(dāng)類(lèi)中沒(méi)有指針成員時(shí)，則不需要定義析構(gòu)函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用232.2.4對(duì)象的定義和使用類(lèi)的對(duì)象是該類(lèi)的某一特定實(shí)體，即類(lèi)類(lèi)型的變量。聲明形式：

類(lèi)名對(duì)象名；例：

CCircleC1;

CCircle*pCircle;

CCircle

ArrayCircle[3];24類(lèi)成員的訪(fǎng)問(wèn)方式類(lèi)內(nèi)成員互訪(fǎng)直接使用成員名可以訪(fǎng)問(wèn)任意屬性成員類(lèi)外訪(fǎng)問(wèn)只能訪(fǎng)問(wèn)

public

屬性的成員使用“對(duì)象名.成員名”方式使用“對(duì)象指針名->成員名”方式25classTime{public:

inthour;

intminute;};Timet,*p;p=&t;cout<<p->hour;p->hour(*p).hourt.hour26this指針在C++中為每個(gè)非靜態(tài)成員函數(shù)提供了一個(gè)名字為this的指針，當(dāng)進(jìn)行成員函數(shù)調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將調(diào)用此成員函數(shù)的對(duì)象的地址作為一個(gè)隱含的參數(shù)傳遞給this指針，即讓this指針指向調(diào)用此成員函數(shù)的對(duì)象，從而使成員函數(shù)知道該對(duì)哪個(gè)對(duì)象進(jìn)行操作。使用this指針，保證了每個(gè)對(duì)象可以擁有不同的數(shù)據(jù)成員，但處理這些數(shù)據(jù)成員的代碼可以被所有的對(duì)象共享。27例2.2類(lèi)的應(yīng)用舉例(教材28頁(yè))一圓型游泳池如圖所示，現(xiàn)需要在其周?chē)ㄒ粓A型過(guò)道，并在其四周?chē)蠔艡?。柵欄價(jià)格為35元/米，過(guò)道造價(jià)為20元/平方米。過(guò)道寬度為3米，游泳池半徑由鍵盤(pán)輸入。要求編程計(jì)算并輸出過(guò)道和柵欄的造價(jià)。游泳池過(guò)道282.2.5靜態(tài)類(lèi)成員

創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象，則這個(gè)對(duì)象將擁有所有類(lèi)中的成員，如果某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)所有對(duì)象都一樣，則這個(gè)數(shù)據(jù)只要有一個(gè)拷貝，而不是每個(gè)對(duì)象都重復(fù)定義這個(gè)數(shù)據(jù)，形成內(nèi)存浪費(fèi)。簡(jiǎn)言之：一個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，所有對(duì)象共享。這時(shí)可以使用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。靜態(tài)類(lèi)成員：使用關(guān)鍵字static進(jìn)行修飾的類(lèi)成員。靜態(tài)類(lèi)成員可以聲明為public、private或

protected。

291、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員表示的是類(lèi)范圍中所有對(duì)象共享的信息，相當(dāng)于局部于類(lèi)中的“全局變量”，為該類(lèi)的所有對(duì)象共享。因?yàn)殪o態(tài)數(shù)據(jù)成員只有一個(gè)數(shù)據(jù)副本，所以可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。2、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員必須在文件作用域內(nèi)進(jìn)行初始化，而且只能初始化一次。1、靜態(tài)數(shù)據(jù)成員3、由于數(shù)據(jù)隱藏的需要，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員通常被聲明為

私有的，而通過(guò)定義公有的靜態(tài)成員函數(shù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。30靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的定義和初始化classCCircle{public:……private:……

staticint

NumOfObject;//程序中生成的對(duì)象的個(gè)數(shù)};intCCircle::NumOfObject=0;//靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化31

靜態(tài)成員函數(shù)：是用關(guān)鍵字static進(jìn)行修飾的成員函數(shù)。

靜態(tài)成員函數(shù)沒(méi)有this指針，因此當(dāng)其訪(fǎng)問(wèn)非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員時(shí)，必須通過(guò)對(duì)象名或?qū)ο笾羔樤L(fǎng)問(wèn)。2、靜態(tài)成員函數(shù)定義格式：static成員函數(shù)的原型；32使用靜態(tài)類(lèi)成員（教材30頁(yè)）

3、靜態(tài)成員的訪(fǎng)問(wèn)在類(lèi)內(nèi)：可直接訪(fǎng)問(wèn)。在類(lèi)外：只能訪(fǎng)問(wèn)公有靜態(tài)成員類(lèi)名::成員名(常用)對(duì)象名.成員名（.和->）332.3繼承性和派生類(lèi)繼承是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的最重要的特點(diǎn)之一，是軟件重用的一種重要形式，是對(duì)實(shí)際問(wèn)題中分層特性的一種自然描述。繼承的實(shí)質(zhì)：是從已有的類(lèi)建立新類(lèi)。通過(guò)繼承，派生類(lèi)自動(dòng)擁有基類(lèi)的所有成員（數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)）基類(lèi)和派生類(lèi)單繼承和多繼承

342.3.1派生類(lèi)的定義class派生類(lèi)名：繼承方式基類(lèi)名{

成員聲明；}；35繼承方式三種繼承方式：public（公有）、

private（私有）、

protected（保護(hù)），

表2-1繼承方式對(duì)派生類(lèi)的影響繼承方式說(shuō)

明public（公有）基類(lèi)的public和protected成員被派生類(lèi)繼承后，保持原來(lái)的訪(fǎng)問(wèn)屬性不變private（私有）基類(lèi)的public和protected成員被派生類(lèi)繼承后，變成派生類(lèi)的private成員protected（保護(hù)）基類(lèi)的public和protected成員被派生類(lèi)繼承后，變成派生類(lèi)的protected成員36例2.3

類(lèi)的派生示例教材31頁(yè)

372.3.2派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)不能被繼承，需要在派生類(lèi)中負(fù)責(zé)基類(lèi)成員的初始化。通過(guò)在成員初始化表中顯式調(diào)用基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的單一繼承時(shí)的構(gòu)造函數(shù)派生類(lèi)名::派生類(lèi)名(基類(lèi)成員和本類(lèi)成員所需的形參):基類(lèi)名(實(shí)參){

本類(lèi)成員初始化；}38派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序在創(chuàng)建派生類(lèi)的對(duì)象時(shí)，派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)總是先調(diào)用其基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)來(lái)完成基類(lèi)成員的初始化。如果在基類(lèi)和派生類(lèi)中都包含其他類(lèi)的對(duì)象（即有對(duì)象成員），則在創(chuàng)建派生類(lèi)的對(duì)象時(shí)，首先執(zhí)行基類(lèi)的對(duì)象成員的構(gòu)造函數(shù)，接著執(zhí)行基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，然后執(zhí)行派生類(lèi)的對(duì)象成員的構(gòu)造函數(shù)，最后才執(zhí)行派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)。當(dāng)派生類(lèi)對(duì)象的生命周期結(jié)束時(shí)，析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序和構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序正好相反。392.3.3多繼承如果一個(gè)派生類(lèi)有多個(gè)直接基類(lèi)，則稱(chēng)為多繼承。多繼承意味著一個(gè)派生類(lèi)可以繼承多個(gè)基類(lèi)的成員，這種強(qiáng)大的功能支持了軟件的重用性，但可能會(huì)引起大量的二義性（歧義性）問(wèn)題。

401.多繼承的定義格式class<派生類(lèi)名>:[<繼承方式>]<基類(lèi)名>，[<繼承方式>]<基類(lèi)名>，…{[<派生類(lèi)的成員>]};其中，繼承方式的使用與單繼承完全相同。【例2.4】使用多繼承（教材35頁(yè)）412.多繼承派生類(lèi)對(duì)象的初始化派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)名（總參數(shù)表列）：基類(lèi)1構(gòu)造函數(shù)（參數(shù)列表），基類(lèi)2構(gòu)造函數(shù)（參數(shù)列表），基類(lèi)3構(gòu)造函數(shù)（參數(shù)列表）｛派生類(lèi)中新增數(shù)據(jù)成員初始化語(yǔ)句｝先調(diào)用基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體。調(diào)用基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的順序是按照聲明派生類(lèi)時(shí)基類(lèi)出現(xiàn)的順序。423.二義性問(wèn)題因不同基類(lèi)中可能含有同名成員引起的二義性：用基類(lèi)名加以限定，形如：基類(lèi)名：：同名成員名，以明確指出所使用的成員是從哪個(gè)基類(lèi)繼承來(lái)的。因公共基類(lèi)使得派生類(lèi)中含有同名成員，因此也會(huì)產(chǎn)生二義性。為了消除這種二義性，也必須使用基類(lèi)名限定所訪(fǎng)問(wèn)的同名成員。43虛基類(lèi)解決多繼承中因公共基類(lèi)而產(chǎn)生的二義性問(wèn)題。聲明虛基類(lèi)的一般格式為：class<派生類(lèi)名>:virtual[<繼承方式>]<基類(lèi)名>{[<派生類(lèi)的成員>]};保留字virtual和繼承方式的相對(duì)位置無(wú)關(guān)緊要，但要放在基類(lèi)名之前，并且virtual只對(duì)緊跟其后的基類(lèi)名起作用。442.4多態(tài)性在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，把不同類(lèi)的對(duì)象收到相同的消息時(shí)產(chǎn)生多種不同的行為方式稱(chēng)為多態(tài)性。452.4.1兩種多態(tài)性聯(lián)編：將一個(gè)函數(shù)調(diào)用鏈接上相應(yīng)于函數(shù)體的代碼，這一過(guò)程稱(chēng)為函數(shù)聯(lián)編（簡(jiǎn)稱(chēng)聯(lián)編）。靜態(tài)聯(lián)編：在編譯階段完成；優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行速度快動(dòng)態(tài)聯(lián)編：在運(yùn)行時(shí)才能把函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體聯(lián)系在一起。具有靈活性高，易于擴(kuò)充和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行效率較低。靜態(tài)聯(lián)編所支持的多態(tài)性稱(chēng)為編譯時(shí)的多態(tài)性，通過(guò)函數(shù)重載來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)聯(lián)編所支持的多態(tài)性稱(chēng)為運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性，通過(guò)虛函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。462.4.2編譯時(shí)的多態(tài)性【例2.6】編譯時(shí)的多態(tài)性（教材39頁(yè)）472.4.3虛函數(shù)虛函數(shù)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)。虛函數(shù)的聲明：在函數(shù)原型之前加virtual。class<類(lèi)名>{public：

//虛函數(shù)的聲明

virtual<返回類(lèi)型><函數(shù)名>（<參數(shù)表>）；}；

//虛函數(shù)的定義<返回類(lèi)型><類(lèi)名>::<函數(shù)名>（<參數(shù)表>）

{…...}

48應(yīng)注意的問(wèn)題：應(yīng)該在類(lèi)層次結(jié)構(gòu)中需要多態(tài)性的最高層類(lèi)內(nèi)聲明虛函數(shù)。派生類(lèi)中與基類(lèi)虛函數(shù)原型完全相同的成員函數(shù)，會(huì)自動(dòng)成為虛函數(shù)。不能把靜態(tài)成員函數(shù)、構(gòu)造函數(shù)和全局函數(shù)聲明為虛函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)可以聲明為虛函數(shù)。通過(guò)聲明虛函數(shù)來(lái)使用C++提供的多態(tài)性機(jī)制時(shí)，派生類(lèi)應(yīng)該從它的基類(lèi)公有派生。

492.使用虛函數(shù)必須合理調(diào)用虛函數(shù)才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編。只有使用基類(lèi)類(lèi)型的指針或引用調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)才以動(dòng)態(tài)聯(lián)編方式實(shí)現(xiàn)對(duì)虛函數(shù)的調(diào)用，才能獲得運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性。通常都用指向第一次定義虛函數(shù)的基類(lèi)對(duì)象的指針或引用來(lái)調(diào)用虛函數(shù)。虛函數(shù)的使用（教材41頁(yè)）503.純虛函數(shù)純虛函數(shù)：在聲明時(shí)“初始化值”為0的函數(shù)。class<類(lèi)名>{public：virtual<返回類(lèi)型><函數(shù)名>（<參數(shù)表>）=0；}；純虛函數(shù)不需要進(jìn)行定義51抽象類(lèi)帶有純虛函數(shù)的類(lèi)稱(chēng)為抽象類(lèi)。不能聲明抽象類(lèi)的對(duì)象，但可以聲明抽象類(lèi)的指針和引用。抽象類(lèi)只能作為基類(lèi)來(lái)使用。522.5友元類(lèi)的重要特性是對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了封裝和隱藏，這樣能大大提高程序的質(zhì)量，特別是能夠提高軟件的可維護(hù)性。封裝也會(huì)帶來(lái)一些不便。如果在程序中為了訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象的私有數(shù)據(jù)成員而頻繁調(diào)用公有成員函數(shù)時(shí)，將會(huì)帶來(lái)較大開(kāi)銷(xiāo)，從而降低程序的執(zhí)行效率，影響程序的性能。C++中引入了友元機(jī)制，一個(gè)類(lèi)可以賦予某些函數(shù)或類(lèi)（友元函數(shù)或友元類(lèi)）訪(fǎng)問(wèn)它的私有成員的特權(quán)，從而減少了開(kāi)銷(xiāo)。532.5.1友元函數(shù)能夠訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)類(lèi)的私有部分而又不是該類(lèi)成員函數(shù)的函數(shù)，稱(chēng)為該類(lèi)的友元函數(shù)。將一個(gè)函數(shù)聲明為類(lèi)的友元，就是在類(lèi)定義中該函數(shù)的原型前面加上關(guān)鍵字friend。如下所示：classA{friendvoidsetX（A&,int

）;…};54友元函數(shù)說(shuō)明友元函數(shù)雖然在類(lèi)內(nèi)聲明，但它不是該類(lèi)的成員函數(shù)，所以友元函數(shù)沒(méi)有this指針。友元關(guān)系的聲明與成員訪(fǎng)問(wèn)說(shuō)明符private、protected和public無(wú)關(guān)，因此友元函數(shù)聲明可以放在類(lèi)定義中的任何地方?！纠?.8】使用友元函數(shù)計(jì)算兩點(diǎn)間的距離。55友元成員一個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)也可以聲明為另一個(gè)類(lèi)的友元函數(shù)。把類(lèi)C1的成員函數(shù)func聲明為類(lèi)C2的友元函數(shù)：classC1{

…voidfunc（…）；

…}；classC2{friendvoidC1：：func（…）；//聲明友元成員

…}；voidC1：：func（…）

//定義友元成員{…}562.5.2友元類(lèi)如果一個(gè)類(lèi)的所有成員函數(shù)都可以訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)類(lèi)的私有成員，則可以把這個(gè)類(lèi)聲明為另一個(gè)類(lèi)的友元類(lèi)。例如，把類(lèi)C1聲明為類(lèi)C2的友元類(lèi)：

classC2{friendclassC1；

…}；【例2.9】使用友元類(lèi)（教材47頁(yè)）572.6模板模板是C++實(shí)現(xiàn)軟件重用的一種形式，是C++最強(qiáng)大的特性之一。利用模板，我們可以用一段代碼指定一組相關(guān)函數(shù)（稱(chēng)為模板函數(shù)）或一組相關(guān)類(lèi)（稱(chēng)為模板類(lèi)）。這樣能大幅度地節(jié)約程序代碼，顯著減少冗余信息，從而進(jìn)一步提高面向?qū)ο蟪绦虻目芍赜眯院涂删S護(hù)性。模板的功能很強(qiáng)，用戶(hù)既可以定義類(lèi)模板，也可以定義函數(shù)模板，還可以使用C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）中已有的模板。

582.6.1函數(shù)模板如果幾個(gè)函數(shù)的功能相同，實(shí)現(xiàn)算法也相同，只是所處理的數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同，使用函數(shù)模板更簡(jiǎn)潔，更方便。1．函數(shù)模板的定義

template<class<數(shù)據(jù)類(lèi)型參數(shù)表>>

函數(shù)模板定義體59說(shuō)明template是C++的保留字，表示后面定義的是一個(gè)模板。<數(shù)據(jù)類(lèi)型參數(shù)表>形如<classT1，classT2，…>，T1，T2等是類(lèi)型參數(shù)（形式參數(shù)），函數(shù)模板定義體與普通函數(shù)的定義相同，只不過(guò)其中的有些數(shù)據(jù)類(lèi)型，例如返回值類(lèi)型，形參的類(lèi)型，局部變量的類(lèi)型等，要使用類(lèi)型參數(shù)表中的標(biāo)識(shí)符T1，T2等表示。602.函數(shù)模板的調(diào)用函數(shù)模板的調(diào)用格式有兩種:第一種格式：函數(shù)模板名（實(shí)參表）第二種格式：函數(shù)模板名<類(lèi)型實(shí)參

>（實(shí)參表）函數(shù)模板的調(diào)用過(guò)程:函數(shù)模板實(shí)例化，把模板的類(lèi)型參數(shù)T1，T2等用具體的數(shù)據(jù)類(lèi)型去替換。函數(shù)模板實(shí)例化后會(huì)得到一個(gè)具體的函數(shù)，該函數(shù)稱(chēng)為模板函數(shù)。執(zhí)行模板函數(shù)，完成所需要的功能。【例2.10】利用函數(shù)模板實(shí)現(xiàn)求兩個(gè)數(shù)據(jù)的較大值。（教材50頁(yè)）613.函數(shù)模板的特點(diǎn)函數(shù)模板實(shí)際上代表了一組函數(shù)，而不是一個(gè)具體函數(shù)。所以，函數(shù)模板必須先實(shí)例化，才能完成具體函數(shù)的功能。函數(shù)模板不具有隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換的能力。普通函數(shù)在進(jìn)行調(diào)用時(shí)，如果實(shí)參的類(lèi)型與形參的類(lèi)型不同，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)參數(shù)類(lèi)型進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換，將實(shí)參的值轉(zhuǎn)換為函數(shù)所需的類(lèi)型（實(shí)際上是生成一個(gè)臨時(shí)值使用），然后再進(jìn)行函數(shù)調(diào)用。而函數(shù)模板不具有這種功能。

622.6.2類(lèi)模板1.定義類(lèi)模板（1）定義類(lèi)template<class<類(lèi)型參數(shù)表>>class<類(lèi)名>{…}；（2）定義成員函數(shù)632.使用類(lèi)模板類(lèi)模板與函數(shù)模板一樣，也是代表一組類(lèi)。因此在使用類(lèi)模板時(shí)首先要把它實(shí)例化為一個(gè)具體的類(lèi)，這個(gè)具體的類(lèi)稱(chēng)為模板類(lèi)。把類(lèi)模板實(shí)例化為模板類(lèi)的格式如下：類(lèi)名<具體數(shù)據(jù)類(lèi)型名>然后用模板類(lèi)聲明對(duì)象并使用這些對(duì)象完成所需要的功能。64#include<iostream>usingnamespacestd;template<classnumtype>classCompare{public:

Compare(numtype

a,numtypeb){x=a;y=b;}

numtypemax(){return(x>y)?x:y;}

numtypemin(){return(x<y)?x:y;}private:

numtype

x,y;};65intmain(){Compare<int>cmp1(3,7);

cout<<cmp1.max()<<"istheMaximumoftwointedernumbers."<<endl;

cout<<cmp1.min()<<"istheMinimumoftwointedernumbers."<<endl<<endl;Compare<float>cmp2(45.78,93.6);

cout<<cmp2.max()<<"istheMaximumoftwofloatnumbers."<<endl;

cout<<cmp2.min()<<"istheMinimumoftwofloatnumbers."<<endl<<endl;Compare<char>cmp3('a','A');

cout<<cmp3.max()<<"istheMaximumoftwocharacters."<<endl;

cout<<cmp3.min()<<"istheMinimumoftwocharacters."<<endl;return0;}663.模板與繼承（1）從類(lèi)模板派生出類(lèi)模板

template<classT>classCBase{

…}；template<classT>classCDerived

：publicCBase<T>{

…}；（2）從類(lèi)模板派生出普通類(lèi)template<classT>classCBase{

…}；classCDerived

：publicCBase<int>{

…}；67——獲取水仙花數(shù)

1．項(xiàng)目要求編寫(xiě)一個(gè)程序，獲取指定數(shù)是否為水仙花數(shù)。水仙花數(shù)應(yīng)該滿(mǎn)足下面條件：一個(gè)3位數(shù)，其各位數(shù)字的立方和等于該數(shù)本身。例如，153是一個(gè)水仙花數(shù)，因?yàn)?53=13+53+33。該程序要求可以判斷用戶(hù)輸入的數(shù)是否為水仙花數(shù)，也可以獲取指定范圍內(nèi)的數(shù)（在100至10000內(nèi)）是否為水仙花數(shù)。2．項(xiàng)目分析如果判斷一個(gè)數(shù)是否是水仙花數(shù)，需要獲取該數(shù)每位的數(shù)值。這可以通過(guò)求余數(shù)的方法獲取每位的數(shù)值，然后獲取每位的立方并求和。通過(guò)將和值與該數(shù)進(jìn)行比較，可以判斷該數(shù)是否為水仙花數(shù)。

68——獲取水仙花數(shù)

3．項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建一個(gè)工程Exam，該程序由類(lèi)Data判斷數(shù)是否為水仙花數(shù)，并輸出。這就需要?jiǎng)?chuàng)建類(lèi)Data，該類(lèi)擁有兩個(gè)私有屬性：num和ntype。num為用戶(hù)輸入的數(shù)，ntype為用戶(hù)選擇的操作類(lèi)型。ntype有以下兩種類(lèi)型。判斷用戶(hù)輸入的數(shù)是否為水仙花數(shù)。獲取指定范圍內(nèi)（在100～10000內(nèi)）的水仙花數(shù)。

69類(lèi)Data含有5個(gè)成員函數(shù)，說(shuō)明如下。Data(intnum)：Data構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)num為用戶(hù)輸入的數(shù)。該函數(shù)需要初始化ntype為1。Data()：Data構(gòu)造函數(shù)，獲取指定范圍內(nèi)（在100～10000內(nèi)）的水仙花數(shù)。該函數(shù)需要初始化ntype為2。GetResult()：函數(shù)依據(jù)ntype執(zhí)行相應(yīng)的操作，并輸出結(jié)果。IsSpecial(int

nNum)：判斷nNum是否為水仙花數(shù)，是則返回t