C++类及其对象的封装性.docx

C++类及其对象的封装性.docx

《C++类及其对象的封装性.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《C++类及其对象的封装性.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

C++类及其对象的封装性

实验一　C++类及其对象的封装性

一、实验目的和要求

（1）了解C++类的构成。

（2）掌握声明类的方法，类和类的成员的概念以及定义对象的方法。

（3）掌握成员函数的定义。

（4）熟悉构造函数和析构函数。

（5）了解C++的封装性。

二、C++程序开发过程

C++程序开发过程如图1.1所示。

C++程序开发过程与其他高级语言语言源程序开发过程一样，都必须先经过编辑、编译和连接过程，最后生成可执行的代码后才能运行。

程序开发过程基本步骤如下：

（1）编辑

编辑是将编写好的C++源程序输入到计算机中，生成磁盘文件的过程。

磁盘文件名字要用扩展名.cpp，例如：

File.cpp。

（2）编译

编译是通过编译器将程序的源代码（.cpp）转换成为机器代码的形式，称为目标代码，即机器语言指令，这时产生的文件扩展名为.obj。

如：

将源文件File.cpp编译后，生成目标文件File.obj。

但这仍然不是一个可执行的程序，因为目标代码只是一个个的程序块，需要相互连接成为一个适应操作系统环境的程序整体。

为了把它转换为可执行程序，必须进行连接。

（3）连接

连接是编译的最后一个过程，它将用户程序生成的多个目标代码文件和系统提供的库文件（.lib）中某些代码连接在一起，经过这种连接处理，生成一个可执行文件，存储这个可执行文件的扩展名为.exe。

如：

File.obj文件经连接处理后，生成可执行文件File.exe。

（4）运行

最后是运行程序。

运行可执行文件的方法很多，一般在编译系统下有运行功能，可通过选择菜单项的方式实现。

程序在被编译、连接的过程中，难免会出现错误，这时系统会给出致命错和警告错的提示，这时需要返回上一步过程中，对源程序进行修改，直至没有错误提示为止。

对于程序中存在的致命错误必须要进行修改，否则，系统不能生成可执行文件。

程序中存在警告错误时，虽然系统也会生成可执行文件，但是一般要求修改错告错误后再再去运行可执行文件，因为有的错告错误会造成结果的错误。

编译过程主要是进行词法分析和语法分析的过程。

程序的运行，是对算法的验证。

程序被运行后，一般在屏幕上显示出运行结果。

用户可以根据运行结果来判断程度是否有算法上的错误。

三、基本概念

（1）　C＋＋类的构成

　　定义类的一般形式

class类名

｛

private:

//私有类型数据成员和成员函数

　　protected:

//保护类型数据成员和成员函数

　　public:

//公有类型数据成员和成员函数

｝;　

（2）成员函数的定义

定义成员函数的一般形式

返回值类型　类名:

:

成员函数名（参数表）

{

　　函数体；

}

其中“:

:

”是作用域运算符

例：

voidCArea:

:

square（intvx,　intvy）

其中：

void　为函数返回值类型

　　　CArea　为类名

　　　:

:

　为作用域运算符

　　　square　为成员函数名

　　　intvx,　intvy　为参数列表

（3）定义对象

对象定义的一般形式

<类名>　<对象名>（<初值表>）;

例：

classCDate

{　intYear;

……

};

……

CDatemyBirthday（1988,10,1），*day;

其中：

CDate　为类名

　　　　myBirthday　为对象名

　　　　（1988,10,1）　为初值表

　　　　*day　为指向CDate类的指针

（4）构造函数与析构函数

●构造函数

构造函数应具有以下特点，并遵循下列规则：

1.构造函数名与类的名称必须相同。

2.构造函数没有返回值，因此也没有函数类型的说明。

3.类中既可包含多个构造函数，也可没有构造函数，此时编译系统会自动使用缺省值。

4.拷贝构造函数可利用已有的对象来建立一个类中的新对象。

5.构造函数是由系统自动调用来给对象进行初始化的。

构造函数一般格式：

　　构造函数名（类型1　形参1，类型2　形参2，……）

例：

类中声明构造函数

classCA

{

//……

public:

CA（）{};//声明无参数的构造函数

CA（intrx,intry）;//声明带两个整型参数的构造函数

CA（floatrr）{r=rr;}//声明带一个浮点参数的构造函数

CA（floxtrr,charra[]）//声明带两个参数的构造函数

};

　定义对象的一般格式：

　　类名　对象名（实参1，实参2，……）

●析构函数

1.析构函数的名称必须是“~”符号加上类名称。

2.析构函数没有返回值，也不能接受任何参数，因此也没有函数类型说明。

3.一个类仅有一个析构函数，如果类中未定义析构函数，系统会自动加上一个完全不做任何事的析构函数。

4.析构函数不能重载。

　　当对象的生命期结束时，会自动执行析构函数。

三、程序例题

例1.1显示日期。

程序实现：

#include"iostream.h"

classtdate

{private:

//成员函数声明

intmonth;

intday;

intyear;

public:

voidset（int,int,int）;//置日期值

intisleapyear（）;//判是否闰年

voidprint（）;//输出日期值

};

voidtdate:

:

set（intm,intd,inty）

{month=m;

day=d;

year=y;

}

inttadte:

:

isleapyear（）

{return（year%4==0&&year%100!

=0||year%400==0）;

voidprint（）

{cout<

}

voidmain（）

{tdadea;//定义类对象

a.set（2,4,2006）;

a.print（）;

}

程序运行结果为：

屏幕显示:

2/4/2006

例1.2显示时钟。

程序实现：

#include"iostream.h"

classClock//定义时钟类

{private:

intHour,Minute,Second;

public:

Clock（）;//构造函数

voidSetTime（intnewh,intnewm,intnews）;

voidShowTime（）;

};

Clock:

:

Clock（）//构造函数实现

{Hour=0;

Minute=0;

Second=0;

}

voidClock:

:

SetTime（intnewh,intnewm,intnews）

{Hour=newh;

Minute=newm;

Second=news;

}

voidClock:

:

ShowTime（）

{cout<

"<

"<

voidmain（）

{Clockmyclock;

cout<<"Firsttimesetandoutput:

"<

myclock.ShowTime（）;

cout<<"Secondtimesetandoutput:

"<

myclock.SetTime（8,30,30）;//设置时间为8:

30:

30

myclock.ShowTime（）;

}

程序运行结果：

例1.3自定义拷贝构造函数举例。

程序实现：

#include

#include

classString//声明一个字符串类

{intlength;//字符串长度

char*str;//指向字符串指针

public:

String（char*）;//声明构造函数

String（constString&p）;//声明自定义拷贝构造函数

voidShow（）//显示字符串

{cout<

};

String:

:

String（char*s）

{if（s）

{length=strlen（s）;

str=newchar[length+1];

strcpy（str,s）;

}

else

{length=0;

str=0;

}

}

String:

:

String（constString&p）

{length=p.length;

str=newchar[length+1];

strcpy（str,p.str）;

}

voidmain（）

{Stringstr1（"Thisaconstructing."）;

Stringstr2（str1）;

cout<<"str1:

";

str1.Show（）;

cout<<"拷贝后\nstr2:

";

str2.Show（）;

}

程序运行结果为：

由上面的程序运行结果中可以看出，程序第一步是创建对象str1，这时系统自动调用构造函数String（char*），给对象str1的str进行初始化，使str1的数据成员str="Thisaconstructing."。

程序第二步是创建对象str2，它使用的方法是：

用一个已知的对象str1来初始化这个被创建的同类对象str2。

因此，在创建对象str2时，系统自动调用拷贝构造函数String（constString&p），将对象str1的str的值拷贝给了对象str2的str。

因此str2的数据是拷贝str1的数据，所以最后的结果是一样的。

例1.4在例题1.3的基础上，加上析构函数，体会析构函数的使用。

#include

#include

classString//声明一个字符串类

{intlength;//字符串长度

char*str;//指向字符串指针

public:

String（char*）;//声明构造函数

String（constString&p）;//声明自定义拷贝构造函数

voidShow（）//显示

{cout<

~String（）;

};

String:

:

String（char*s）

{if（s）

{length=strlen（s）;

str=newchar[length+1];

strcpy（str,s）;

}

else

{length=0;

str=0;

}

}

String:

:

String（constString&p）

{length=p.length;

str=newchar[length+1];

strcpy（str,p.str）;

}

String:

:

~String（）

{cout<<"调用析构函数撤消对象"<

deletestr;

}

voidmain（）

{Stringstr1（"Thisaconstructing."）;

Stringstr2（str1）;

cout<<"str1:

";

str1.Show（）;

cout<<"拷贝后\nstr2:

";

str2.Show（）;

}

程序运行结果为：

可以从上面的结果看出，当程序结束时，析构函数被调用两次，撤消对象str1和str2。

例1.5一个“帮教派对”类tutorpair中，包含有学生类对象和老师类对象。

#include"iostream.h"

classstudent

{public:

student（）

{cout<<"constructingstudent.\n";

semesHours=100;

gpa=3.5;

}

~student（）

{cout<<"destructingstudent.\n";}

protected:

intsemesHours;

floatgpa;

};

classteacher

{public:

teacher（）

{cout<<"constructingteacher.\n";}

~teacher（）

{cout<<"destruchingteacher.\n";}

};

classtutorpair

{public:

tutorpair（）

{cout<<"constructingtutorpair.\n";

nomeetings=0;

}

~tutorpair（）

{cout<<"destructingtutorpair.\n";}

protected:

studentstudent;

teacherteacher;

intnomeetings;

};

voidmain（）

{tutorpairtp;

cout<<"backinmain.\n";

}

程序运行结果为：

constructingstudent.

constructingteacher.

Constructingtutorpair.

backinmain.

destructingtutorpair.

destruchingteacher.

destructingstudent.

在这个例子中，着重说明构造函数和析构函数的用法。

主函数main运行开始时，遇到要创建tutirpir类的对象，于是调用其构造函数tutorpair（），该构造启动时，首先分配对象空间（包含一个student对象、一个teacher对象和一个int型数据），然后根据在类中声明的对象成员的次序依次调用其构造函数。

这里先调用studert（）构造函数，后调用teacher（）构造函数，最后才执行它自己的构造函数的函数体。

按照这个顺序，分别产生运行结果的第一、第二、第三行输出。

当执行完tutorpair（）构造函数后，控制回到主函数中，于是得到第四行输出。

当主函数运行到结束的花括号处时，析构函数依次被调用，其顺序正好与构造函数相反。

于是得到后三行输出。

例1.6定义一个学生类，学生数据有学号、成绩，成员函数有建立学生信息、查找成绩和输出显示。

要求：

建立5个学生对象，输入信息后，可根据学号，输出学生成绩。

程序实现：

#include"iostream.h"

classStudent//定义学生类

{intNum;//存放学号

floatScore;//存放成绩

public:

voidSet（）;//建立信息函数

intFind（intn）;//查找函数，找到返回1，否则返回0

voidDisplay（）;//显示信息

};

voidStudent:

:

Set（）

{cin>>Num>>Score;}//输入信息

intStudent:

:

Find（intn）

{if（Num==n）return1;//学号相等返回1

elsereturn0;

}

voidStudent:

:

Display（）//输出信息到屏幕

{cout<<"学号:

"<

"<

voidmain（）

{Studentstu[5];//建立对象数组

cout<<"请输入学生学号,成绩:

"<

for（inti=0;i<5;i++）

{cout<<"第"<

";

stu[i].Set（）;//调用建立信息函数

}

for（i=0;i<5;i++）

stu[i].Display（）;//输出显示

intn,flag=0;

cout<<"请输入要查找同学学号:

";

cin>>n;

for（i=0;i<5;i++）

{if（stu[i].Find（n）==1）//查找

{stu[i].Display（）;

flag=1;

break;

}

}

if（flag==0）cout<<"没有找到该学生!

"<

}

程序运行结果：

在该题中先定义学生对象数组，循环调用建立信息函数Set（），建立5位学生的信息，后调用Display（）函数将信息输出显示。

然后，根据输入的学号，调用Find（）查找函数，查找符合学号的学生绩，并输出。

五、实验题目

1编写一个程序，设计一个类score用于统计一个班的学生成绩，其中使用一个静态数据成员sumfs存储总分和一个静态成员函数reumfs返回该总分。

2建立一个对象数组，内放5个学生的数据（学号、成绩），设计一个函数Max（），用来计算5个学生中成绩最高者，并输出其学号。

3定义一个通讯录类，该类中有数据成员姓名、地址、电话、邮政编码等，成员函数有构造函数、ChangeName（）、Display（）函数，构造初始化每个成员，ChangeName（）函数用来个修改姓名，Display（）函数把完整的数据打印出来。