面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)之類和對(duì)象2

Object-Oriented

Programming

inC++

第三章再論類和對(duì)象3.1構(gòu)造函數(shù)3.2析構(gòu)函數(shù)3.3調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序3.4對(duì)象數(shù)組3.5對(duì)象指針3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)3.7對(duì)象的動(dòng)態(tài)建立和釋放3.8對(duì)象的賦值和復(fù)制3.9靜態(tài)成員3.10友元3.11類模板3.1構(gòu)造函數(shù)對(duì)象的初始化 和普通變量一樣，我們定義一個(gè)變量，往往同時(shí)進(jìn)行初始化：

inta=3;

而聲明類時(shí)，數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化：

classtime {inthour=0;

intminute=0;

intsecond=0; }

?3.1構(gòu)造函數(shù) 定義對(duì)象時(shí)（而不是聲明類時(shí)）進(jìn)行初始化：

classtime {public/private:

inthour;

intminute;

intsecond; }; timet1={13,30,20};

3.1構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)的作用

C++提供了構(gòu)造函數(shù)(constructor)來處理對(duì)象的初始化。構(gòu)造函數(shù)是一個(gè)由用戶定義的特殊的成員函數(shù)。與其他成員函數(shù)不同之處在于：用戶不能調(diào)用它，而是在定義對(duì)象時(shí)，有系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)的名字必須與類名一致，不能是其他名字。構(gòu)造函數(shù)不能有任何返回類型。用戶如果沒有定義構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，只不過函數(shù)體中沒有任何語句。3.1構(gòu)造函數(shù)例將前例的時(shí)間類定義構(gòu)造函數(shù)。在構(gòu)造函數(shù)中加入輸出語句，看看運(yùn)行效果。classtime{private:

inthour,minute,second;public:

time()//time類的構(gòu)造函數(shù)

{hour=0;minute=0;second=0;}voidsetTime();voidshowTime(){cout<<hour<<“:”<<minute<<“:”<<second<<endl;}};voidtime::setTime(){cout<<“hour=“<<endl;cin>>hour;

cout<<“minute=“<<endl;in>>minute;

cout<<“second=“<<endl;cin>>second;}voidmain(){timet1;//定義time類對(duì)象t1,調(diào)用構(gòu)造函數(shù)tume()t1.setTime();t1.showTime();timet2;//定義time類對(duì)象t2,調(diào)用構(gòu)造函數(shù)tume()t2.setTime();t2.showTime();}3.1構(gòu)造函數(shù)類外定義構(gòu)造函數(shù)classTime{public:Time();voidshow_time();private:

inthour;

intminute;

intsec;};

Time::Time(){hour=0;minute=0;sec=0;}

voidt1.time()Cout<<“構(gòu)造函數(shù)”;3.1構(gòu)造函數(shù)帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

聲明一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的一般格式為： 構(gòu)造函數(shù)名(類型1形參1，類型2形參2，…)；定義一個(gè)對(duì)象的一般格式為： 類名對(duì)象名(實(shí)參1，實(shí)參2，…）；3.1構(gòu)造函數(shù)例3.2：有兩個(gè)長方體，長寬高分別為(1,2,3)和(4,5,6)。試編寫一基于對(duì)象的程序，分別求他們的體積，并且要求用帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)初始化他們。#include<iostream.h>classbox{private:

intheight,width,length;public:

box(inth,intw,int

len){height=h;width=w;length=len;}

intvolume(){returnheight*width*length;}};voidmain(){boxbox1(1,2,3);

cout<<“box1的體積為”<<box1.volume()<<endl;boxbox2(4,5,6);

cout<<“box2的體積為”<<box2.volume()<<endl;}改寫為類外定義該構(gòu)造函數(shù)P723.1構(gòu)造函數(shù)用參數(shù)初始化表對(duì)數(shù)據(jù)成員初始化 這種方法不在函數(shù)體內(nèi)初始化數(shù)據(jù)成員，而是在函數(shù)首部實(shí)現(xiàn)。#include<iostream.h>classbox{private:

intheight,width,length;public:

box(int

h,int

w,int

len):height(h),width(w),length(len){}

intvolume(){returnheight*width*length;}};voidmain(){boxbox1(1,2,3);

cout<<“box1的體積為”<<box1.volume()<<endl;boxbox2(4,5,6);

cout<<“box2的體積為”<<box2.volume()<<endl;}3.1構(gòu)造函數(shù) 示例中的初始化表表示，用形參h的值初始化數(shù)據(jù)成員height，用w值初始化width，用len值初始化length。這種初始化方法比較簡練，可以直接在類體中定義構(gòu)造函數(shù)。box(inth,intw,intlen):height(h),width(w),length(len){}3.1構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)的重載 一個(gè)類中，可以有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，只要他們的參數(shù)表不同。以方便同類對(duì)象不同初始化的需要。見下例

：#include<iostream>usingnamespacestd;classBox{public:Box();

Box(int

h,intw,int

len):height(h),width(w),length(len){}

intvolume();private:

intheight;

intwidth;

intlength;};Box::Box(){height=10;width=10;length=10;}int

Box::volume(){return(height*width*length);}

intmain(){Boxbox1;

cout<<"Thevolumeofbox1is"<<box1.volume()<<endl;Boxbox2(15,30,25);

cout<<"Thevolumeofbox2is"<<box2.volume()<<endl;return0;}構(gòu)造函數(shù)的重載

#include<iostream.h>classcircle{private:floatradius;public://聲明一個(gè)無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)//聲明一個(gè)帶參數(shù)構(gòu)造函數(shù)floatarea(){returnradius*radius*3.14159;}};voidmain(){circlec1(1.0),c2;

cout<<“c1的面積為”<<c1.area()<<endl;

cout<<“c2的面積為”<<c2.area()<<endl;}3.1構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)的重載

#include<iostream.h>classcircle{private:floatradius;public:

circle();

//聲明一個(gè)無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)circle(floatr):radius(r){}//聲明一個(gè)帶參數(shù)構(gòu)造函數(shù)floatarea(){returnradius*radius*3.14159;}};circle::circle(){radius=10.0;}voidmain(){circlec1(1.0),c2;

cout<<“c1的面積為”<<c1.area()<<endl;

cout<<“c2的面積為”<<c2.area()<<endl;}3.1構(gòu)造函數(shù)說明參數(shù)表為空的構(gòu)造函數(shù)叫默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，一個(gè)類中只能有一個(gè)默認(rèn)函數(shù)。

定義對(duì)象時(shí)，如果想用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)初始化它，正確的定義形式為：

circlec2;

而不是：

circlec2();

一個(gè)類盡管定義了多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，一個(gè)對(duì)象只能用其中一個(gè)來初始化。

3.1構(gòu)造函數(shù)使用默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) 構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)既可以通過實(shí)參傳送，也可以指定為某些默認(rèn)值。當(dāng)用戶不指定實(shí)參值時(shí)，編譯系統(tǒng)便將默認(rèn)值為形參值。 采用默認(rèn)值，可以減少用戶的輸入量。

3.1構(gòu)造函數(shù)使用默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)#include<iostream>usingnamespacestd;classBox{public:

Box(intw=10,inth=10,intlen=10);

intvolume();private:

intheight;

intwidth;

intlength;};Box::Box(int

w,int

h,int

len){height=h;width=w;length=len;}int

Box::volume(){return(height*width*length);}intmain(){Boxbox1;

cout<<"Thevolumeofbox1is"<<box1.volume()<<endl;Boxbox2(15);

cout<<"Thevolumeofbox2is"<<box2.volume()<<endl;Boxbox3(15,30);

cout<<"Thevolumeofbox3is"<<box3.volume()<<endl;Boxbox4(15,30,20);

cout<<"Thevolumeofbox4is"<<box4.volume()<<endl;return0;}使用默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

#include<iostream.h>classcircle{private:floatradius;public://聲明構(gòu)造函數(shù)指定默認(rèn)參數(shù)floatarea(){returnradius*radius*3.14159;}};//定義函數(shù)voidmain(){circlec1(10.0),c2;

cout<<“c1的面積為”<<c1.area()<<endl;

cout<<“c2的面積為”<<c2.area()<<endl;}3.1構(gòu)造函數(shù)使用默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)#include<iostream.h>classcircle{private:floatradius;public:

circle(floatr=1.0);

//聲明構(gòu)造函數(shù)指定默認(rèn)參數(shù)floatarea(){returnradius*radius*3.14159;}};circle::circle(floatr)//定義函數(shù)時(shí)，可不再指定默認(rèn)參數(shù){radius=r;}voidmain(){circlec1(10.0),c2;

cout<<“c1的面積為”<<c1.area()<<endl;

cout<<“c2的面積為”<<c2.area()<<endl;}3.1構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)中使用默認(rèn)參數(shù)的好處提供建立對(duì)象時(shí)的多種選擇，相當(dāng)于好幾個(gè)重載的構(gòu)造函數(shù)。即使在調(diào)用構(gòu)造時(shí)不提供參數(shù)也不會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)橛心J(rèn)參數(shù)值參與對(duì)象初始化。當(dāng)每一個(gè)對(duì)象都是相同的初始值時(shí)，非常方便，用戶不需要輸入數(shù)據(jù)。3.1構(gòu)造函數(shù)默認(rèn)參數(shù)值的構(gòu)造函數(shù)使用注意何處指定默認(rèn)參數(shù)值？構(gòu)造函數(shù)的聲明處還是定義處？應(yīng)該在構(gòu)造函數(shù)的聲明處指定默認(rèn)參數(shù)值。因?yàn)轭惖穆暶髟陬^文件中，用戶是看得見的，而在函數(shù)的定義處，用戶不一定看得見。一個(gè)類定義了全部是默認(rèn)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)后，不能再定義重載的構(gòu)造函數(shù)。否則會(huì)產(chǎn)生多義性，系統(tǒng)不知道調(diào)用哪一個(gè)。例如一個(gè)類有右邊形式的三個(gè)重載構(gòu)造函數(shù)，若定義了如下對(duì)象： circlecircle1(); 它調(diào)用哪一個(gè)構(gòu)造函數(shù)呢？系統(tǒng)不能確定，從而引起混亂。circle(floatr=2.3);circle();circle(float);3.2析構(gòu)函數(shù)什么是析構(gòu)函數(shù)？ 析構(gòu)函數(shù)(destructor)也是一個(gè)特殊函數(shù)，它的作用與構(gòu)造函數(shù)相反，是在撤消對(duì)象占用的內(nèi)存前進(jìn)行一些清理工作。析構(gòu)函數(shù)只能有一個(gè)。 析構(gòu)函數(shù)的名稱是類名的前面加一個(gè)取反符號(hào)“~”。我們在類的聲明中定義析構(gòu)函數(shù)。如果用戶不定義析構(gòu)函數(shù)，系統(tǒng)便自動(dòng)生成一個(gè)空的析構(gòu)函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)特點(diǎn)：沒有返回類型；沒有函數(shù)參數(shù)；不能被重載。3.2析構(gòu)函數(shù)什么時(shí)候運(yùn)行析構(gòu)函數(shù)？ 當(dāng)對(duì)象的生命結(jié)束時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行它的析構(gòu)函數(shù)。具體而言，當(dāng)出現(xiàn)以下幾種情況，析構(gòu)函數(shù)就會(huì)被執(zhí)行。如果在函數(shù)中定義了一個(gè)對(duì)象，當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)，釋放對(duì)象，釋放對(duì)象前自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)。

static局部對(duì)象在函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)，包含的對(duì)象不會(huì)被釋放，只在main函數(shù)結(jié)束或調(diào)用exit函數(shù)時(shí)，才調(diào)用static局部對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。如果定義了一個(gè)全局對(duì)象，，則在程序的流程離開其作用域時(shí)（如main函數(shù)結(jié)束，或exit語句），調(diào)用該全局對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。如果用new運(yùn)算符動(dòng)態(tài)地建立了一個(gè)對(duì)象，當(dāng)用delete運(yùn)算符釋放對(duì)象時(shí)，先調(diào)用該全局對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)。3.2析構(gòu)函數(shù)#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classStudent{public:

Student(int

n,string

nam,chars){num=n;name=nam;sex=s;

cout<<"Constructorcalled."<<endl;}

~Student(){cout<<"Destructorcalled."<<endl;}voiddisplay(){cout<<"num:"<<num<<endl;

cout<<"name:"<<name<<endl;

cout<<"sex:"<<sex<<endl<<endl;}private:

intnum;stringname;charsex;};intmain(){Studentstud1(10010,"Wang_li",'f');stud1.display();Studentstud2(10011,"Zhang_fun",'m');stud2.display();return0;}析構(gòu)函數(shù)使用

#include<iostream.h>classbox{private:

intheight,width,length;public:

box(inth,intw,int

len){height=h;width=w;length=len;}//析構(gòu)函數(shù)intvolume(){returnheight*width*length;}};voidmain(){boxbox1(1,2,3);

cout<<“box1的體積為”<<box1.volume()<<endl;boxbox2(4,5,6);

cout<<“box2的體積為”<<box2.volume()<<endl;}3.2析構(gòu)函數(shù)#include<iostream.h>classbox{private:

intheight,width,length;public:

box(inth,intw,int

len){height=h;width=w;length=len;}~box()//析構(gòu)函數(shù){cout<<“Destructoringaobject”<<endl;}

intvolume(){returnheight*width*length;}};voidmain(){boxbox1(1,2,3);

cout<<“box1的體積為”<<box1.volume()<<endl;boxbox2(4,5,6);

cout<<“box2的體積為”<<box2.volume()<<endl;}析構(gòu)函數(shù)使用3.3調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序 先構(gòu)造的后析構(gòu)，后構(gòu)造的先析構(gòu)。#include<iostream.h>classbox{private:

intheight,width,length;public:

box(inth,intw,int

len){height=h;width=w;length=len;

cout<<“Constructoraobject”<<endl;}

~box()//析構(gòu)函數(shù){cout<<“Destructoringaobject”<<endl;}

int

vol(){returnheight*width*length;}};voidfn(){boxb1(2,2,2);

cout<<“b1=”<<b1.vol()<<endl;

staticboxb2(3,3,3);cout<<“b2=”<<b2.vol()<<endl;}voidmain(){fn();boxb3(1,2,3);

cout<<“b3=”<<b3.vol()<<endl;boxb4(4,5,6);

cout<<“b4=”<<b4.vol()<<endl;}//fn結(jié)束不析構(gòu)b2,直到main結(jié)束3.4對(duì)象數(shù)組數(shù)組不僅可以由簡單變量組成，也可以由對(duì)象組成，即每一個(gè)數(shù)組元素都是同類的對(duì)象。#include<iostream>usingnamespacestd;classBox{public:

Box(inth=10,intw=12,intlen=15):

height(h),width(w),length(len){}

intvolume();private:

intheight;

intwidth;

intlength;};int

Box::volume(){return(height*width*length);}

intmain(){Boxa[3]={Box(10,12,15),Box(15,18,20),Box(16,20,26)};

cout<<"volumeofa[0]is"<<a[0].volume()<<endl;

cout<<"volumeofa[0]is"<<a[1].volume()<<endl;

cout<<"volumeofa[0]is"<<a[2].volume()<<endl;return0;}3.4對(duì)象數(shù)組 數(shù)組不僅可以由簡單變量組成，也可以由對(duì)象組成，即每一個(gè)數(shù)組元素都是同類的對(duì)象。 例如，一個(gè)班有30人，每個(gè)學(xué)生的屬性包括學(xué)號(hào)、姓名、性別。我們建立起學(xué)生類后，為每個(gè)學(xué)生建立一個(gè)對(duì)象，需要分別取30個(gè)對(duì)象名，很不方便。較好的做法是，定義一個(gè)“學(xué)生類”，的對(duì)象數(shù)組，每一個(gè)數(shù)組元素是一個(gè)“學(xué)生類”的對(duì)象。

用指定參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)初始化數(shù)組#include<iostream.h>#include<string.h>classstudent{private:

intnum;charname[10];charsex;public:student(intn,stringnam,chars){num=n;

strcpy(name,nam);sex=s;

cout<<“Constructorcalled.“<<endl;}~student(){cout<<“Destructorcalled.”<<endl;}voiddisplay();};voidstudent::display(){cout<<“num:”<<num<<endl;

cout<<“name:”<<name<<endl;

cout<<“sex:”;if(sex==0){cout<<“男”<<endl;}else{cout<<“女”<<endl;}}voidmain()//用指定參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)初始化數(shù)組

cout<<“第一個(gè)學(xué)生";stud[0].display();

cout<<“第二個(gè)學(xué)生";stud[1].display();

cout<<“第三個(gè)學(xué)生";stud[2].display();}3.4對(duì)象數(shù)組#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classstudent{private:

intnum;stringname[10];charsex;public:student(intn,stringnam,chars){num=n;name=nam;sex=s;

cout<<“Constructorcalled.“<<endl;}~student(){cout<<“Destructorcalled.”<<endl;}voiddisplay();};voidstudent::display(){cout<<“num:”<<num<<endl;

cout<<“name:”<<name<<endl;

cout<<“sex:”;if(sex==0){cout<<“男”<<endl;}else{cout<<“女”<<endl;}}voidmain(){studentstud[3]={student(1001,“張三",1),student(1002,“李四",0),student(1003,“王五",0)};//用指定參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)初始化數(shù)組

cout<<“第一個(gè)學(xué)生";stud[0].display();

cout<<“第二個(gè)學(xué)生";stud[1].display();

cout<<“第三個(gè)學(xué)生";stud[2].display();}3.5對(duì)象指針指向?qū)ο蟮闹羔? 創(chuàng)建一個(gè)類的對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)為每一個(gè)對(duì)象分配一定的存儲(chǔ)空間，以存放成員。對(duì)象空間的起始地址就是對(duì)象的指針?？梢远x一個(gè)指針，用來存放對(duì)象的指針：訪問成員的方法：(*pt).hour,(*pt).put()

或者：pt->hour,pt->put()classTime{public:

inthour,minute,sec;voidput(){hour=12;minute=0;sec=0;}};voidmain(){Time*pt,t1;pt=&t1;p1.put();

cout<<pt->hour<<“:”<<pt->minute<<“:”<<sec<<endl;

cout<<(*pt).hour<<“:”<<(*pt).minute<<“:”<<(*pt).sec<<endl;}3.5對(duì)象指針指向?qū)ο髷?shù)據(jù)成員的指針 定義一個(gè)指向?qū)ο髷?shù)據(jù)成員的指針變量的方法和前面介紹的定義指向普通變量的指針變量方法相同。

定義格式：數(shù)據(jù)類型名*指針變量名；例如：

int*pl;//定義指向整形數(shù)據(jù)的指針變量

pl=&t1.hour;//將t1的數(shù)據(jù)成員hour地址賦給指針pl,使其指向t1.hour

cout<<*pl<<endl;//輸出t1.hour的值

3.5對(duì)象指針指向?qū)ο蟪蓡T函數(shù)的指針 定義指向?qū)ο蟪蓡T函數(shù)的指針變量的方法和定義指向普通函數(shù)的指針變量的方法有所不同。

指向普通函數(shù)的指針變量的定義方法：

返回?cái)?shù)據(jù)類型(*指針變量名)(參數(shù)表列)；例：void(*p)();//p是指向void類型函數(shù)的指針變量

p=fun;//將fun函數(shù)的入口地址賦給指針變量p(*p)();//調(diào)用fun函數(shù)而定義一個(gè)指向?qū)ο蟪蓡T函數(shù)的指針變量則不能這樣：

p=t1.put;//出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤，不知道t1.put所屬的類3.5對(duì)象指針定義指向公用成員函數(shù)的指針變量方法：

返回?cái)?shù)據(jù)類型(類名::*指針變量名)(參數(shù)表列)；例：void(Time::*p2)();//Time::*p2的括號(hào)必須加上令指針變量指向一個(gè)公用成員函數(shù)的方法： 指針變量名=&類名::成員函數(shù)名；例：p2=&Time::put;3.5對(duì)象指針#include<iostream.h>classTime{public:

inthour,minute,sec;Time(inth,intm,ints){hour=h;minute=m;sec=s;}voidget_Time(){cout<<hour<<“:”<<minute<<“:”<<sec<<endl;}};voidmain(){Timet1(10,12,56);

int*pl=&t1.hour;//定義指向整形數(shù)據(jù)的指針，指向t1.hour

cout<<*p1<<endl;t1.get_Time();//調(diào)用t1的成員函數(shù)Time*p2=&t1;

//定義指向Time類對(duì)象的指針變量t2,并指向t1p2->get_Time();//調(diào)用p2所指對(duì)象的成員函數(shù)void(Time::*p3)();

//定義指向Time類公用成員函數(shù)的指針變量p3p3=&Time::get_Time;

//使p3指向Time類公用成員函數(shù)get_Time()(t1.*p3)();//調(diào)用p3所指的成員函數(shù)t1.get)Time()}3.5對(duì)象指針this指針 通過第二章的學(xué)習(xí)我們知道，多個(gè)同類對(duì)象在內(nèi)存中是共享成員函數(shù)的，以節(jié)省內(nèi)存空間。

C++在每一個(gè)成員函數(shù)中都包含一個(gè)特殊的指針，這個(gè)指針的名字是固定的，成為“this”。它是指向本對(duì)象的指針，它的值是當(dāng)前被調(diào)用的成員函數(shù)所在對(duì)象的起始地址。 例如，當(dāng)a的成員函數(shù)調(diào)用數(shù)據(jù)成員a.volume時(shí)，編譯系統(tǒng)就把對(duì)象a的起始地址賦給this指針，于是在成員函數(shù)引用數(shù)據(jù)成員時(shí)，就按照this的指向找到對(duì)象a的數(shù)據(jù)成員。3.5對(duì)象指針 比如下列涉及數(shù)據(jù)成員的運(yùn)算的返回語句：

returnlength*width*height; 實(shí)際上C++處理為：

return(this->length)*(this->width)*(this->height); 也可以寫成如下形式：

return((*this).length*(*this).width*(*this).height); 但不能寫成：

return((*this.length)*(*this.width)*(*this.height));//錯(cuò)誤 因?yàn)椤?”操作符的優(yōu)先級(jí)高于指針運(yùn)算符“*”，(*this.length)就相當(dāng)于*(this.length)，而this.length

是不合法的，編譯出錯(cuò)（應(yīng)該是this->length）。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)

C++采用了不少的數(shù)據(jù)保護(hù)措施。最常用的，是將數(shù)據(jù)成員設(shè)置成私有數(shù)據(jù)(private)，以增加數(shù)據(jù)的安全性和私密性。 但是，有時(shí)候要求數(shù)據(jù)在能共享的前提下能不能被篡改，我們就需要借助其他手段了。 什么手段呢？可以采用const，即把要保護(hù)的數(shù)據(jù)定義為常量。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)常對(duì)象 在定義對(duì)象時(shí)指定對(duì)象為常對(duì)象。常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員為常變量，并且必須要有初值：

Timeconstt1(12,34,56);

這樣，在所有的場合中，對(duì)象t1的所有數(shù)據(jù)成員都被保護(hù)了，不能被修改。因此，凡是希望數(shù)據(jù)成員不能被改變的對(duì)象，可以聲明為常對(duì)象。其聲明格式為： 類名const對(duì)象名(參數(shù)表列)； 或者：

const類名對(duì)象名(參數(shù)表列)； 兩者等價(jià)。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù) 如果一個(gè)對(duì)象被定義成常對(duì)象，那么不能調(diào)用該對(duì)象的非const型成員函數(shù)，當(dāng)然，系統(tǒng)隱含調(diào)用的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)除外。 Timeconstt1(12,34,56);//定義t1為常對(duì)象 t1.get_Time();//錯(cuò)誤，get_Tiem()不是const型,不能調(diào)用 為什么會(huì)這樣？因?yàn)槌蓡T函數(shù)有可能修改數(shù)據(jù)成員，而成員函數(shù)的定義可能和成員函數(shù)的聲明不在同一文件，系統(tǒng)沒法檢測。所以，系統(tǒng)只能統(tǒng)一攔截，不讓用戶調(diào)用常對(duì)象的成員函數(shù)，除非該成員函數(shù)被聲明成const類型。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù) 怎樣才能引用常對(duì)象的成員函數(shù)呢？常成員函數(shù)：

函數(shù)返回類型函數(shù)名(參數(shù)表列)

const;

比如：voidget_Time()const;//將函數(shù)聲明成const類型 常成員函數(shù)可以訪問常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員，但仍然不準(zhǔn)修改它們。

有時(shí)候編程要求必須修改某個(gè)常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員，如某個(gè)計(jì)數(shù)器count，ANSIC++對(duì)此做了特殊的處理，將該數(shù)據(jù)成員聲明為mutable，如：

mutable

intcount; 這樣，常對(duì)象的數(shù)據(jù)成員count，就可以用常成員函數(shù)來訪問和修改了。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)常對(duì)象成員

常數(shù)據(jù)成員：其作用和用法與一般常變量相似，在類的聲明中，用關(guān)鍵詞const來聲明常數(shù)據(jù)成員，例如：

constinthour; 注意：常數(shù)據(jù)成員的初始化，不能采用在構(gòu)造函數(shù)中對(duì)常數(shù)據(jù)成員賦予初值的方法，只能通過構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)初始化表對(duì)常數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。 在類外定義構(gòu)造函數(shù)，初始化形式為：

Time::Time(inth):hour(h){} 在類中聲明了某一個(gè)數(shù)據(jù)成員為常數(shù)據(jù)成員后，該類的所有對(duì)象中的該數(shù)據(jù)成員的值是不可改變的，但可以是不同的（由每個(gè)對(duì)象的參數(shù)初始化表決定）。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)

常成員函數(shù)

一般的成員函數(shù)可以引用本對(duì)象中的非const數(shù)據(jù)成員，也可以修改它們。但如果成員函數(shù)聲明為常成員函數(shù)，則只能引用本對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員，而不能修改它們。如

voidget_Time()const;//const位置在最后

const是函數(shù)類型的一部分，在聲明函數(shù)和定義函數(shù)時(shí)都要用到const關(guān)鍵字。 常成員函數(shù)可以引用常數(shù)據(jù)成員，也可以引用非const數(shù)據(jù)成員；而常數(shù)據(jù)成員可以被常成員函數(shù)引用，也可以被非const成員函數(shù)引用。夠亂的，見90頁表總結(jié)。3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)數(shù)據(jù)成員非const成員函數(shù)const成員函數(shù)非const數(shù)據(jù)成員可引用，可修改可引用，不可修改const數(shù)據(jù)成員可引用，不可修改可引用，不可修改常對(duì)象的數(shù)據(jù)成員不可引用，不可修改可引用，不可修改3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)怎樣使用常成員函數(shù)呢？類中如果一些數(shù)據(jù)成員需要保護(hù)，另一些數(shù)據(jù)成員不需保護(hù)，我們就將需要保護(hù)的數(shù)據(jù)成員聲明為const，以保證其值不被改變。類中如果所有數(shù)據(jù)成員都需保護(hù)，可以將所有數(shù)據(jù)成員都聲明成const，本對(duì)象的任何成員函數(shù)，都只能引用，不能改變它們?；蛘邔⑦@些數(shù)據(jù)成員所屬的對(duì)象聲明成const，只讓本對(duì)象的const成員函數(shù)可引用，但不能改變。如果一個(gè)對(duì)象被定義成了常對(duì)象，只能調(diào)用其中的const成員函數(shù)，不能調(diào)用非const成員函數(shù)。常成員函數(shù)不能調(diào)用另一個(gè)非const成員函數(shù)3.6共用數(shù)據(jù)的保護(hù)對(duì)象的常引用 前面講過，引用主要是用于函數(shù)調(diào)用，將改變后的變量值帶回到被調(diào)用的函數(shù)外。 但如果不希望在函數(shù)中修改參數(shù)，可以把引用型形參定義成const型：

函數(shù)返回類型函數(shù)名(const形參類型&形參名); 則在函數(shù)中不能改變形參值，也就不能改變對(duì)應(yīng)的實(shí)參值。什么時(shí)候使用常引用？使用常引用作為函數(shù)參數(shù)，既能保證數(shù)據(jù)安全，不被修改；調(diào)用函數(shù)時(shí)又能不必建立實(shí)參的拷貝，提高了程序運(yùn)行效率，節(jié)省了內(nèi)存空間。對(duì)象的常引用#include<iostream>usingnamespacestd;classTime{public:

Time(int,int,int);

inthour;

intminute;

intsec;};

Time::Time(int

h,int

m,ints){hour=h;minute=m;sec=s;}

voidfun(constTime&t){t.hour=18;}intmain(){Timet1(10,13,56);fun(t1);

cout<<t1.hour<<endl;return0;}3.7對(duì)象的動(dòng)態(tài)建立和釋放問題的提出：前面我們所學(xué)創(chuàng)建對(duì)象的方法都是靜態(tài)的，它們在程序運(yùn)行過程中所占用的內(nèi)存空間不能被釋放。比如，在一個(gè)函數(shù)中定義了一個(gè)對(duì)象，只有在函數(shù)結(jié)束時(shí)，該對(duì)象才能被釋放。 有時(shí)候，人們希望對(duì)象的創(chuàng)建和釋放是在程序運(yùn)行時(shí)，由運(yùn)行程序的人決定C++語言用new、delete這兩個(gè)運(yùn)算符來實(shí)現(xiàn)。內(nèi)存的分配和釋放，也用來實(shí)現(xiàn)對(duì)象的建立與撤消。3.7對(duì)象的動(dòng)態(tài)建立和釋放動(dòng)態(tài)建立對(duì)象的方法： 如果已經(jīng)定義了一個(gè)Box類，可以用new運(yùn)算符動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建一個(gè)Box對(duì)象：

newBox;

Box*pt;//定義一個(gè)指向Box類對(duì)象的指針ptpt=newBox;//創(chuàng)建一個(gè)Box對(duì)象，將新對(duì)象的指針值賦給ptcout<<pt->height<<endl;3.7對(duì)象的動(dòng)態(tài)建立和釋放 用new動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的對(duì)象一般沒有對(duì)象名，只能通過指針訪問。 在執(zhí)行new運(yùn)算時(shí)，如果內(nèi)存不足，則創(chuàng)建失敗。大多數(shù)C++編譯系統(tǒng)都讓new返回一個(gè)0指針，表示內(nèi)存不足，操作失敗。動(dòng)態(tài)撤消對(duì)象的方法：由new創(chuàng)建的對(duì)象不再需要時(shí)，可以由delete運(yùn)算符釋放。釋放方法為：

deletept；析構(gòu)函數(shù)調(diào)用？3.8對(duì)象的賦值與復(fù)制對(duì)象的復(fù)制問題的提出：有時(shí)需要多個(gè)完全相同的對(duì)象，可不可以用克隆的方法呢？

C++可以根據(jù)一個(gè)已知的對(duì)象快速地復(fù)制出多個(gè)完全相同的對(duì)象。比如：

Boxbox2(box1);

其作用就是對(duì)象的克隆，即用一個(gè)已知的對(duì)象box1復(fù)制出一個(gè)完全相同的新對(duì)象box2。對(duì)象復(fù)制的格式： 類名被克隆出來的新對(duì)象名（已有的對(duì)象名）；3.8對(duì)象的賦值與復(fù)制 從上面的一般形式可以看出，復(fù)制對(duì)象是一種特殊的構(gòu)造對(duì)象方法，其構(gòu)造參數(shù)不是一般變量，而必須是一個(gè)對(duì)象！請(qǐng)看：

//復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

Box::Box(constBox&b) {height=b.height; width=b.width; height=b.height; }

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)也是構(gòu)造函數(shù)，它只有一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)是本類已有對(duì)象，而且采用常引用形式，使參數(shù)不能被改變。復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的作用是將實(shí)參對(duì)象的各個(gè)數(shù)據(jù)成員值一一賦予給新的對(duì)象中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)成員。3.8對(duì)象的賦值與復(fù)制

C++還使用另一種方便的對(duì)象復(fù)制形式，形式為：

類名目標(biāo)對(duì)象名=源象名； 如：

Boxbox2=box1,box3=box2;對(duì)象的賦值與復(fù)制的不同點(diǎn)對(duì)象的賦值：是在已經(jīng)存在的對(duì)象之間進(jìn)行數(shù)據(jù)賦值，因此必須先定義，再賦值；參數(shù)表是一般變量對(duì)象的復(fù)制：從無到有地建立一個(gè)相同的新對(duì)象，參數(shù)只有一個(gè)，而且是已有的同類對(duì)象。兩者形式的不同： 類名（形參表列）;//普通構(gòu)造函數(shù)的聲明 類名（類名&對(duì)象名);//復(fù)制構(gòu)造函數(shù)的聲明3.8對(duì)象的賦值與復(fù)制intmain(){Boxbox1(15,30,25);

cout<<"Thevolumeofbox1is"<<box1.volume()<<endl;Boxbox2=box1,box3=box2;

cout<<"Thevolumeofbox2is"<<box2.volume()<<endl;

cout<<"Thevolumeofbox3is"<<box3.volume()<<endl;return0;}

intmain(){Boxbox1(15,30,25),box2;

cout<<"Thevolumeofbox1is"<<box1.volume()<<endl;box2=box1;

cout<<"Thevolumeofbox2is"<<box2.volume()<<endl;return0;}//賦值3.8對(duì)象的賦值與復(fù)制什么時(shí)候使用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)？程序中需要建立一個(gè)對(duì)象，并用另一個(gè)已知對(duì)象初始化它，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)；當(dāng)函數(shù)的參數(shù)是類的對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)；

voidmain() {Boxb1(12,13,15); func(b1);}當(dāng)函數(shù)的返回值是類的對(duì)象，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)

Boxf() {Boxb1(12,14,16);

returnb1;}//返回值是Box類的對(duì)象 voidmain() {Boxb2;

b2=f();}//f函數(shù)返回Box類的臨時(shí)對(duì)象，并將它賦值給b2

3.9靜態(tài)成員 在C語言中，如果想在多個(gè)函數(shù)中共享一個(gè)變量值，我們一般用全局變量。但由于全局變量破壞了封裝性，安全得不到保證，在C++中不提倡使用全局變量，我們可以使用靜態(tài)的數(shù)據(jù)成員來達(dá)到這個(gè)目的。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員以

static關(guān)鍵字定義。例如：

classstudent {public:

intdisplay(); private:

static

intcount; charname[10];

intage; };3.9靜態(tài)成員 將對(duì)象中的count數(shù)據(jù)成員定義成static型，它就被同一種類的各個(gè)對(duì)象所共有，而不只屬于某一個(gè)對(duì)象。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只占份內(nèi)存空間，而不是各個(gè)對(duì)象個(gè)擁有一份內(nèi)存空間！每個(gè)對(duì)象都可以引用這個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的值對(duì)各個(gè)對(duì)象都是一樣的。如果改變它的值，則在各個(gè)對(duì)象中這個(gè)數(shù)據(jù)成員的值都同時(shí)改變。3.9靜態(tài)成員說明：在為對(duì)象分配空間時(shí)，不分配靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的空間，因?yàn)樗粚儆谌魏螌?duì)象。只要類中定義了靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，即使不定義對(duì)象，編譯系統(tǒng)也要為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員開辟內(nèi)存空間。C語言中，我們知道，如果在一個(gè)函數(shù)中定義了一個(gè)靜態(tài)變量，在函數(shù)結(jié)束時(shí)該靜態(tài)變量不被釋放，并保留其值。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員也是這樣，它不隨對(duì)象的建立而分配空間，也不隨對(duì)象的撤消而釋放空間，其值也被保留。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在程序被編譯時(shí)就分配了空間，在程序結(jié)束時(shí)，才釋放空間。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以被初始化，但只能在類體之外初始化：

數(shù)據(jù)類型類名::靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名=初值； 不必在初始化語句中加static關(guān)鍵字，不能用參數(shù)初始化表初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員：

student(intc,char*p,inta):count(c){}

//錯(cuò)誤，count是靜態(tài)數(shù)據(jù)成員3.9靜態(tài)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員既可以通過類名引用，也可以通過對(duì)象名引用。#include<iostream>usingnamespacestd;classBox{public:

Box(int,int);

intvolume();staticintheight;

intwidth;

intlength;};Box::Box(int

w,int

len){width=w;length=len;}int

Box::volume(){return(height*width*length);}int

Box::height=10;intmain(){Boxa(15,20),b(20,30);

cout<<a.height<<endl;

cout<<b.height<<endl;

cout<<Box::height<<endl;

cout<<a.volume()<<endl;return0;}3.9靜態(tài)成員#include<iostream.h>#include<string.h>classStudent{public:

staticintcount;

//靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

charname[40];

Student(char*pN="noname"){cout<<"Createonestudent"<<pN<<"\n";

strcpy(name,pN);

count++;

cout<<count<<endl;}~Student(){cout<<"destructonestudent“<<name<<"\n";

count--;

cout<<count<<endl;}};intStudent::count=0;

voidmain(){Students1("zhangsan");

cout<<"Student::count“<<Student::count<<endl;Students2("lisi");

cout<<"Student::count“<<Student::count<<endl;}3.9靜態(tài)成員靜態(tài)成員函數(shù)在類的定義中，成員函數(shù)前如果加了static限定詞，該成員函數(shù)就成為靜態(tài)成員函數(shù)。例：

staticintvolume();用途：靜態(tài)成員函數(shù)的作用不是為了對(duì)象之間的溝通，主要是為了引用本類中的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。它可以直接引用本類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。靜態(tài)成員函數(shù)與普通成員函數(shù)的區(qū)別：靜態(tài)成員函數(shù)沒有this指針，由此決定靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問本類中的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，除非用“對(duì)象名.非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員”的形式。

靜態(tài)成員函數(shù)示例3.11

#include<iostream>usingnamespacestd;classStudent{public:

Student(int,int,int);voidtotal();staticfloataverage();private:

intnum;

intage;floatscore;staticfloatsum;staticintcount;};

Student::Student(int

m,int

a,ints){num=m;age=a;score=s;}voidStudent::total(){sum+=score;count++;}

floatStudent::average(){return(sum/count);}floatStudent::sum=0;int

Student::count=0;intmain(){Studentstud[3]={Student(1001,18,70),Student(1002,19,79),Student(1005,20,98)};

intn;

cout<<"pleaseinputthenumberofstudents:";

cin>>n;

for(inti=0;i<n;i++)

stud[i].total();

cout<<"Theaveragescoreof"<<n<<"studentsis"<<stud[0].average()<<endl;return0;}Student::average()3.9靜態(tài)成員#include<iostream.h>#include<string.h>classStudent{protected:

staticintcount;

//靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

charname[40];public:

Student(char*pN="noname"){cout<<"Createonestudent"<<pN<<"\n";

strcpy(name,pN);

count++;

cout<<count<<endl;}~Student(){cout<<"destructonestudent“<<name<<"\n";

count--;

cout<<count<<endl;}

staticintnumber()//靜態(tài)成員函數(shù)

{returncount;}//直接引用本類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員};intStudent::count=0;

voidfn(){Students1("zhangsan");Students2("lisi");

cout<<Student::number()<<endl;

cout<<s1.number()<<endl;

cout<<s2.number()<<endl;}voidmain(){fn();

cout<<"Student::number“<<Student::number()<<endl;}3.10友元 類具有封裝性，類中的私有數(shù)據(jù)只有通過該類的成員函數(shù)才可以訪問。如果在程序中需要訪問類的私有成員，就必須通過對(duì)象來調(diào)用類的成員函數(shù)，頻繁調(diào)用成員函數(shù)將影響程序運(yùn)行效率。 為解決上述問題，C++提供一種友元機(jī)制，友元可以不通過調(diào)用成員函數(shù)就可以直接訪問類的私有數(shù)據(jù)，以提高程序運(yùn)行效率。 友元機(jī)制在數(shù)據(jù)封裝這堵不透明的墻上開了一個(gè)小孔，友元的使用要慎重。 友元可以是一個(gè)普通函數(shù)，可以是一個(gè)類的成員函數(shù)，也可以是一個(gè)類。#include<iostream>usingnamespacestd;classTime{public:

Time(int,int,int);

friendvoiddisplay(Time&);private:

inthour;

intminute;

intsec;};

Time::Time(int

h,int

m,ints){hour=h;minute=m;sec=s;}voiddisplay(Time&t){

cout<<t.hour<<":"<<t.minute<<":"<<t.sec<<endl;}

intmain(){Timet1(10,13,56);display(t1);return0;}3.10友元友元成員函數(shù)：friend函數(shù)可以是另一個(gè)類中的成員函數(shù)。#include<iostream.h>classtwo;classone{private:

intvalue;public:

one(intv){value=v;}voidsettwo(two&ob);voidshow(){cout<<"classone'sprivatevalue=“<<value<<endl;}};classtwo{private:

intvalue;public:voidshow(){cout<<"classtwo'sprivatevalue=“<<value<<endl;}

friendvoidone::settwo(two&ob);};voidone::settwo(two&ob){ob.value=value;}voidmain(){oneob1(2);twoob2;ob1.settwo(ob2);ob1.show();ob2.show();}3.10友元友元類：

當(dāng)說明一個(gè)類為另一個(gè)類的友元時(shí)，友元類中的所有成員函數(shù)都是另一個(gè)類的友元函數(shù)。例如：#include<iostream.h>classX{public:

friendclassY;//類Y是類X的友元類

voidset(inti

){x=i;}voiddisplay(){cout<<“x=”<<x<<“,”<<“y=”<<y<<endl;}private:

intx;staticinty;//靜態(tài)數(shù)據(jù)說明};classY{public:Y(int

i,intj);voiddisplay();private:Xa;//數(shù)據(jù)成員為類X的對(duì)象};intX::y=10;//靜態(tài)數(shù)據(jù)定義并初始化Y::Y(int

i,intj){a.x=i;X::y=j;}voidY::display(){cout<<“x=”<<a.x<<“,”<<“y=”<<X::y<<endl;}voidmain(){Xb;b.set(5);

b.display();Yc(6,9);

c.display();

b.display();}結(jié)果：x=5,y=10x=6,y=9x=5,y=93.11

類模板(ClassTemplates)為什么要使用類模板 如果要對(duì)功能相同、僅類的數(shù)據(jù)類型不同的各種情況，都重新定義一種新的類型，會(huì)產(chǎn)生較大的重復(fù)。例如：

classcompare_int{public:

compare_int(inta,intb){x=a;y=b;}

intmax(){return(x>y)?x:y;}private:

int

x,y;};classcompare_char{public:

compare_char(chara,charb){x=a;y=b;}charmax(){return(x>y)?x:y;}private:charx,y;};voidmain(){compare_intc1(5,6);

cout<<c1.max()<<endl;

compare_charc2(‘a(chǎn)’,‘f’);

cout<<c2.max()<<endl;}3.11

類模板(ClassTemplates)類模板的定義： 為解決這一問題，C++引進(jìn)類模板的概念。我們在類的聲明前先加一行模板關(guān)鍵字。它用一個(gè)通用參數(shù)T來替代不同的數(shù)據(jù)類型。類模板的定義格式為：template<class類型參數(shù)名>class<類名>{//類體說明}; 其中template是關(guān)鍵字；<class類型參數(shù)名>中可以有多個(gè)參數(shù)，其間用逗號(hào)分隔。使用類模板定義對(duì)象的： 類模板名<實(shí)際數(shù)據(jù)類型名>對(duì)象名(實(shí)參列表)； 例如：下面是一個(gè)數(shù)組類模板的例子#include<iostream.h>template<classT>classcompare{public:compare(Ta,Tb){x=a;y=b;}

Tmax(){return(x>y)?x:y;}private:

T

x,y;};voidmain(){compare<int>cmp1(3,7);

cout<<cmp1.max()<<“是兩個(gè)整數(shù)中最大的數(shù)”<<endl;

compare<char>cmp2(‘a(chǎn)’,’g’);

cout<<cmp2.max()<<“是兩個(gè)字符中最大的字符”<<endl;

compare<float>cmp3(1.0,3.0);

cout<<cmp3.max()<<“是兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)中最大的數(shù)”<<endl;}習(xí)題2習(xí)題3#include<iostream>usingnamespacestd;classDate{public:Date(int=1,int=1,int=2005);voiddisplay();private:intmonth;intday;intyear;};

Date::Date(intm,intd,inty):month(m),day(d),year(y){}習(xí)題6習(xí)題7-1#include<iostream>usingnamespacestd;classStudent{public:

Student(int

n,float

s):num(n),score(s){}voidchange(int

n