第三章 第三章 C++C++ 面向对象基础面向对象基础3.1 概述 一、 C++ 不仅扩充了 C 面向过程的功能，而且增加了面向对象的功能。 二、客观世界中任何一个事物都可以看成一个对象。作为对象它至少应该包含两个因素，一是从事活动的主体，而是活动的内容。 三、从计算机角度看，一个对象应该包含两个要素，一是数据，二是需要进行的操作。即，对象是一个包含数据以及与这些数据有关的操作的集合。 四、传统的面向过程的程序设计围绕功能进行，用一个函数实现一个功能。 五、面向对象程序设计面对的是一个个的对象。 六、面向对象程序设计方法的一个重要的特点就是“封装性”把数据和操作代码封装在一起。

3.2 类和对象 一、对象：每一个实体都是对象。 二、类：用来定义对象的一种抽象数据类型，它是产生对象的模板。它的性质和其他数据类型相同。 三、类的声明：1 、声明一个结构体类型： struct student {

int num;char name[20];char sex;

};struct student stu1,stu2;

2 、声明一个类class stud // 以 class 开头 { int num;char name[20];char sex; // 以上 3 行是数据成员void display(){ cout<<“num:”<<num<<endl;cout<<“name:”<<name<<endl;cout<<“sex:”<<sex<<endl;} // 以上是操作代码};stud stud1,stud2; // 定义了两个类的对象 四、类的成员包括两大类：一类是“私有的”（ private);一类是“公有的”（ public)

将上面类的声明改为：class stud{ private: // 声明以下部分为私有的int num;char name[20];char sex;public: // 声明以下部分为公有的void display(){ cout<<“num:”<<num<<endl;cout<<“name:”<<name<<endl;cout<<“sex:”<<sex<<endl;}};stud stud1,stud2; // 定义了两个类的对象

五、几个名词：1 、方法：对数据的操作。2 、消息：一个命令，由程序语句来实现。外界通过法送“消息”来激活有关的方法。 如： stud1.display(); 六、类声明的一般形式： class 类名 {

private:私有的数据和成员函数；public:公有的数据和成员函数；

} ；

3.3 构造函数和析构函数一、构造函数1 、构造函数的含义：在建立一个对象时，常常需要作某些初始化工作， C++ 提供了一种特殊的成员函数 --- 构造函数来实现。 （ 1 ）该函数不需用户发送“消息”来激活它，而是在建立对象时自动执行，而且只能执行一次。 （ 2 ）构造函数由用户定义，必须与类名同名。 （ 3 ）构造函数一般声明为 public ，无返回值，也不需加 void类型声明。

例 1 、创建一个对象，输出学生的学号、姓名、性别#include <string.h>#include <iostream.h>void main(){ class stud { private: int num; char name[20]; char sex; public: stud(){ num=1010;strcpy(name,”wangw”);sex=‘F’;}

void display(){ cout<<“num:”<<num<<endl;cout<<“name:”<<name<<endl;cout<<“sex:”<<sex<<endl;} }; stud stud1; stud1.display();}说明：（ 1 ）程序包括三部分：声明一个类；定义一个对象；向对象发出消息，执行对象中的成员函数 display 。（ 2 ）在定义 stud1 对象时自动执行了构造函数 stud() 。（ 3 ）输出信息： num:1010name:wangwsex:F

cout<<stud1.name;

2 、带参数的构造函数如： stud(int n,char nam[],char s) { num=n; strcpy(name,nam); sex=s; }实参在建立对象时给出：如： stud stud1(1010,”wang_w”,”f”), stud2(1012,”fen”,’m’);

3 、构造函数的重载如：如： stud(int n,char nam[],char s)stud(int n,char nam[],char s) {{ num=n;num=n; strcpy(name,nam);strcpy(name,nam); sex=s;sex=s; }} stud()stud(){{ num=1020;num=1020; strcpystrcpy （（ name,”lili”);name,”lili”); sex=‘f’;sex=‘f’;}} 建立对象时允许有实参和无实参：建立对象时允许有实参和无实参：如： 如： stud stud1,stud2(1012,”fen”,’m’);stud stud1,stud2(1012,”fen”,’m’);

4、构造函数可以不定义，编译系统自动生成一个构造函数，该函数没有参数，也不进行任何操作。二、析构函数11 、析构函数的说明：、析构函数的说明：（（ 11 ）、析构函数与构造函数相反，当对象脱离作用域时，系统自）、析构函数与构造函数相反，当对象脱离作用域时，系统自动执行析构函数。动执行析构函数。（（ 22 ）、析构函数与类名相同，只是在函数名前面加上一个波浪）、析构函数与类名相同，只是在函数名前面加上一个波浪符符 ~~，如 ，如 ~stud()~stud() ，以区别于构造函数。，以区别于构造函数。（（ 33 ）、它不带任何参数，也没有返回值。）、它不带任何参数，也没有返回值。（（ 44）、析构函数不能重载。）、析构函数不能重载。（（ 55）、如果用户没有编写析构函数，编译系统会自动生成一个）、如果用户没有编写析构函数，编译系统会自动生成一个缺省的析构函数，它也不进行任何操作。缺省的析构函数，它也不进行任何操作。

例 2 、包含构造函数和析构函数的 C++ 程序。#include <string.h>#include <iostream.h>class stud { private: int num; char name[20]; char sex; public: stud(int n,char nam[],char s){ num=n;strcpy(name,nam);sex=s;} ~stud() {}

void display(){ cout<<“num:”<<num<<endl;cout<<“name:”<<name<<endl;cout<<“sex:”<<sex<<endl;} };void main(){ stud stud1(1010,”Wubin”,’m’); stud1.display();}

三、成员函数的声明与定义分离 在类中只进行成员函数的声明，在类的外面定义成员函数。

例 3 、在类的外面定义成员函数。#include <string.h>#include <iostream.h>class stud { private: int num; char name[20]; char sex; public: stud(int n,char nam[],char s) ； ~stud() ； void display(); };

stud::stud(int n,char nam[],char s){ num = n; strcpy(name,nam); sex =s;}stud::~stud(){}void stud::display(){ cout<<“num:”<<num<<endl;cout<<“name:”<<name<<endl;cout<<“sex:”<<sex<<endl;}void main(){ stud stud1(1010,”Wubin”,’m’); stud1.display();}

说明：1 、在类声明的外部定义的函数，必须指定类名，形式为 : 函数类型 类名：：函数名（形参表列）不要写成： void display() //未指定类名 stud::void display() // 函数类型位置不对2 、 stud::display() 是一个整体。3 、可以将在类外部定义的函数声明为“内置函数”。如： inline void stud::display()

3.3 继承与派生一、继承与派生的概念1 、面向对象技术强调软件的可重用性，在 C++ 中通过“继承”机制实现可重用性。2 、继承就是在已存在的类的基础上建立一个新的类。已存在的类称为“基类”或“父类”，新建立的类称为“派生类”或“子类”。3 、派生类继承了基类的所有数据成员和成员函数，并增加了新的成员。

如：声明学生基本数据的类 studclass stud{private:int num;char name[20];char sex;public:void display(){ cout<<"num:"<<num<<endl;cout<<"name:"<<name<<endl;cout<<"sex:"<<sex<<endl;}};

学校某部门除了需要学生基本数据外，还需要年龄信息 , 定义类stud_1class stud_1{private:int num;char name[20];char sex; //前 3 行原来已有int age;public:void display(){ cout<<"num:"<<num<<endl;cout<<"name:"<<name<<endl;cout<<"sex:"<<sex<<endl; //前 3 行原来已有cout<<“age:”<<age<<endl;}};

二、建立派生类的方法1 、例 4：通过继承来建立派生类在基类 stud 的基础上，声明一个派生类 student:class student:public stud{ private: int age; public: void display_1() { cout<<“age:”<<age<<endl;}};

说明：（ 1 ） class后的 student 为新建的类名；（ 2 ）冒号后面的 stud表示已存在的基类；（ 3 ）在 stud之前有一关键字 public ，用来表示基类 stud 中的成员在 student 中的使用权限。2 、定义派生类的一般形式为：class 派生类名： [引用权限 ] 基类名{ 派生类新增加的数据成员； 派生类新增加的成员函数；} ；

三、公用派生类1 、在声明一个派生类时将基类的引用权限指定为 public 的，该类称为基类的公用派生类。

基类 私有成员 公用成员 公用派生类 不可访问的成员 公用成员

公用派生类的继承关系

如： class stud // 声明基类{private: // 基类的私有成员int num;char name[20];char sex;public: // 基类的公用成员void display() { cout<<"num:"<<num<<endl;cout<<"name:"<<name<<endl;cout<<"sex:"<<sex<<endl;}};

class student:public stud // 声明一个公用派生类{ private: int age; public: void display_1(){cout<<“age:”<<age<<endl; //引用派生类的私有成员cout<<“num:”<<num<<endl; //错误，引用基类的私有成员cout<<“name:”<<name<<endl;//错误，引用基类的私有成员}};

可以通过引用基类的公用成员函数来引用基类的私有数据成员class student:public stud // 声明一个公用派生类{ private: int age; public: void display_1(){ display(); //引用基类的公用成员函数 cout<<“age:”<<age<<endl; //引用派生类的私有成员}};

使用派生类定义对象：main(){ student a; // 定义了一个 student 类的对象 a.display_1(); // 输出 a 对象的 4的数据}主函数中如果出现如下语句： a.display(); //正确。继承公用成员函数。 a.age = 10; //错误。外界不能引用派生类的私有成员 a.num = 1010; //错误。外界不能引用基类的私有成员

四、私有派生类1 、在声明一个派生类时将基类的引用权限指定为 private 的，该类称为基类的私有派生类。

基类 私有成员 公用成员 私有派生类 不可访问的成员 私有成员

私有派生类的继承关系

class student:private stud // 声明一个私有派生类{ private: int age; public: void display_1(){ display(); // 基类的公用成员函数变成派生类的私有函数 cout<<“age:”<<age<<endl; //引用派生类的私有成员}};

使用派生类定义对象：main(){ student a; // 定义了一个 student 类的对象 a.display_1(); // 输出 a 对象的 4的数据}主函数中如果出现如下语句： a.display(); //错误。基类的公用成员函数变成派生类// 的私有函数，外界不能引用。 a.age = 10; //错误。外界不能引用派生类的私有成员 a.num = 1010; //错误。外界不能引用基类的私有成员因此：（ 1 ）不能通过私有派生类的对象引用从基类继承过来的任何成员（ 2 ）派生类的成员函数中不能访问基类的私有成员，但可以访问基类的公用成员。

五、保护成员1 、由 protected 声明的成员称为保护成员。保护成员不能被外界引用，但可以被派生类的成员函数引用。

基类 私有成员 公用成员 保护成员 公用派生类 不可访问的成员 公用成员 保护成员 私有派生类 不可访问的成员 私有成员 私有成员

派生类的继承关系

如： class stud // 声明基类{protected: // 基类的保护成员int num;char name[20];char sex;public: // 基类的公用成员void display() { cout<<"num:"<<num<<endl;cout<<"name:"<<name<<endl;cout<<"sex:"<<sex<<endl;}};

class student:public stud // 声明公用派生类{ private:int age; public: void display_1() { cout<<“age:”<<age<<endl; //引用派生类私有成员 cout<<“num:”<<num<<endl; //引用基类的保护成员 cout<<"name:"<<name<<endl;}};void main(){ student a; a.display_1(); // 合法。 a.num = 1030; // 错误：外界不能访问保护成员}

六、派生类的构造函数1 、创建派生类的对象时，系统只执行派生类的构造函数，而不会自动执行基类的构造函数，即，基类的构造函数时不能被继承的。2 、考虑基类的变量初始化，在执行派生类的构造函数时，应当调用基类构造函数。例 5：派生类的构造函数#include <string.h>#include <iostream.h>class stud {protected: int num; char name[20]; char sex;

public: stud(int n,char nam[],char s) { num=n;strcpy(name,nam);sex=s; } ~stud() ；};class student:public stud // 声明公用派生类{ private:int age; public: student(int n,char nam[],char s,int a):stud(n,nam,s) { age=a; // 只对派生类新增的变量初始化 } void display_1() { cout<<“age:”<<age<<endl; //引用派生类私有成员 cout<<“num:”<<num<<endl; //引用基类的保护成员 cout<<"name:"<<name<<endl; }

~student(); //派生类的析构函数}void main(){ student a(1020,”liyang”,’f’,19); a.display_1(); // 输出学生的数据}

派生类构造函数首部的写法：派生类构造函数名（参数表列）：基类构造函数名（参数表列）student a(1020, ”liyang” ,’f’, 19);student (int n,char nam[],char s,int a):stud(n,nam,s)

3 、在派生类声明中只声明构造函数：student(int n,char nam[],char s,int a):在类的外面定义派上类构造函数：

student::student(int n,char nam[],char s,int a):stud(n,nam,s) { age=a; // 只对派生类新增的变量初始化 }