本篇要學習的內容和知識結構概覽
知識點逐條分析
結構的演化
C++中的類是從結構演變而來的, 所以我們可以稱C++為”帶類的C”.
結構發生質的演變
C++結構中可以定義函式, 稱之為成員函式
結構定義格式, 像這樣:
struct 結構名 {
資料成員;
成員函式;
}; // 注意這裡的分號不要忘記
具體的程式碼, 像這樣:
struct Point {
private:
// 資料成員
double x;
double y;
public:
// 成員函式: 重新設定資料成員
void setXY(double a, double b) {
x = a;
y = b;
}
// 成員函式: 指定格式輸出資料成員
void display() {
cout << x << "\t" << y << endl;
}
}; // 不要忘記分號複製程式碼模型圖是這樣的:
它表明: 我定義了一個結構體, 有兩個私有的資料成員x, y, 兩個公有的成員函式setXY(double, x, double y), display();
在定義結構體時, 將資料成員使用private關鍵字修飾, 則產生封裝性. 如果沒有沒定, 則預設為public
private修飾的資料成員為私有的資料成員, 必須公有的成員函式才能使用, 這就是資料的封裝性.
使用方式: 結構物件.成員函式
我們在main函式中這樣使用:
// 建立結構物件
Point pointA;
// 呼叫成員函式
pointA.setXY(1.2, 3.4);
// 顯示pointA的資料成員
pointA.display();
複製程式碼注意:
如果結構的資料成員用private關鍵字修飾
則不能這麼訪問:
cout << pointA.x << endl; count << pointA.y << endl;
如果public修飾, 則可以這麼訪問.
不過我們一般為了保證封裝性, 將資料成員宣告為private, 保證只有成員函式才能訪問.
使用建構函式初始化結構物件
函式名與結構同名, 稱為建構函式, 專門用於初始化結構物件
分為有參建構函式和無參建構函式
像這樣:
#include <iostream>
using namespace std;
struct Point {
private:
// 資料成員
double x;
double y;
public:
// 無參建構函式
Point(){}
// 有參建構函式
Point(double a, double b) {
x = a;
y = b;
}
// 成員函式: 重新設定資料成員
void setXY(double a, double b) {
x = a;
y = b;
}
// 成員函式: 指定格式輸出資料成員
void display() {
cout << x << "\t" << y << endl;
}
};複製程式碼int main(int argc, const char * argv[]) {
// insert code here...
// 使用建構函式建立結構物件pointA
Point pointA(20, 30);
// 顯示pointA的資料成員
pointA.display();
return 0;
}複製程式碼模型圖是這樣的:
它表明: 我定義了一個結構體, 有兩個私有的資料成員x, y, 一個無參建構函式Point(), 一個有參建構函式Point(double x, double y), 兩個普通的成員函式setXY(double, x, double y), display();
從結構演變成一個簡單的類
使用關鍵字class代替stuct, 就將一個結構演變成一個標準的類啦! 是不是So easy!
像這樣:
class Point { // 這裡struct 變成 class, 就完成了從結構到類的演變
private:
// 資料成員
double x;
double y;
public:
// 無參建構函式
Point(){}
// 有參建構函式
Point(double a, double b) {
x = a;
y = b;
}
// 成員函式: 重新設定資料成員
void setXY(double a, double b) {
x = a;
y = b;
}
// 成員函式: 指定格式輸出資料成員
void display() {
cout << x << "\t" << y << endl;
}
};複製程式碼好的, 從現在開始把我們的目光從struct移開吧, 讓我們聚焦於class!
程式導向與物件導向
程式語言是我們和計算機交流的橋樑, 程式設計技術在發展, 同樣的程式語言也在發展, 程式語言從最初的0和1, 到組合語言, 再到程式導向的語言, 再到物件導向的語言, 反應出了我們的程式設計思想也在不斷的進步, 程式導向只是關注解決問題的步驟, 而物件導向關注解決問題的物件, 也就是誰解決這個問題.
下面我用兩個經典的例子來詮釋程式導向和麵向物件的區別
第一個: 五子棋遊戲
程式導向是這樣的:
(1)開始遊戲 -> (2)黑子下棋 -> (3)繪製畫面 -> (4)判斷輸贏 -> (5)白子下棋 -> (6)繪製畫面 -> (7)判斷輸贏 -> (8)返回步驟(2)
物件導向是這樣的:
黑白雙方, 負責下棋這個操作
棋盤系統, 負責繪製畫面
規則系統, 負責判斷是否犯規, 輸贏等
第二個: 把大象裝進冰箱
程式導向是這樣的:
(1)把冰箱門開啟 -> (2)把大象裝進去 -> (3)把冰箱門關上
物件導向是這樣的:
冰箱 -> 開門
冰箱 -> 裝大象
冰箱 -> 關門
冰箱是一個物件, 它有開門的操作, 裝大象的操作, 關門的操作, 大象也是一個物件
總結
程式導向就是關注解決問題的步驟, 像這樣: 第一步開啟冰箱門, 第二步裝大象, 第三步關閉冰箱門
物件導向就是關注解決問題的物件, 像冰箱, 它有開門的方法, 裝大象的方法, 關門的方法
大家知道基本的區別和聯絡就可以啦. 也可以找我細聊哦!
物件導向程式設計的特點
物件導向的程式設計具有抽象, 封裝, 繼承和多型性的特點
物件
物件是系統描述客觀事物的一個實體, 是構成系統的基本單位
物件用物件名, 屬性(資料成員), 操作(功能函式)三要素來描述
物件名: 用來標識一個具體的物件. 如: zhangsan, lisi等
屬性: 這個物件的資料成員, 也就是特徵, 如: 姓名, 年齡, 性別等
操作: 這個物件所具有的行為, 如: 吃飯, 睡覺, 打豆豆等
像這樣:
我們有一個物件
物件名: zhangsan
資料成員: 姓名叫張三, 年齡18歲
成員函式: 會吃飯, 能睡覺, 還喜歡打豆豆
抽象和類
比如我們還有一個學生物件叫李四
我們現在有兩個學生物件一個叫張三, 年齡18, 一個叫李四, 年齡20, 比如我們還有一個學生物件叫王五, 年齡22, 假如我們還有好多個學生.
都有姓名, 年齡的基本屬性, 也有吃飯, 睡覺, 打豆豆的行為,
我們把這些物件的共同特徵進一步抽象出來, 就形成了類的概念
像這樣:
這是一個類,
類名: Student
資料成員: name, age
成員函式: eat(), sleep(), dadoudou()
我們用程式碼表示是這樣的:
// 定義學生類
class Student {
private:
// 姓名
string name;
// 年齡
int age;
public:
// 構造方法
Student(string aName, int anAge) {
name = aName;
age = anAge;
}
// 吃飯
void eat() {
cout << name << "吃飯" << endl;
}
// 睡覺
void sleep() {
cout << name << "睡覺" << endl;
}
// 打豆豆
void dadoudou() {
cout << name << "打豆豆" << endl;
}
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
// insert code here...
// 使用構造方法建立學生物件,
Student zhangsan("張三", 18);
// 物件方法
zhangsan.eat();
zhangsan.sleep();
zhangsan.dadoudou();
// 還可以繼續建立其它學生物件, 比如李四, 王五, 趙六等
return 0;
}複製程式碼類和物件的關係
類相當於模具
物件相當於用模具所製造出來的東西
類是具有相同的屬性和操作的一組物件的集合
物件是這些集合當中的一個個體
這樣理解:
李四是一個學生 // 正確, 因為李四是物件, 而學生是類
學生就是李四 // 錯誤, 學生是一個群體, 怎麼可能是單個個體呢
封裝
一個經典的例子來加深我們的理解吧!
電視機把各種部件都裝在機箱裡, 遙控器的所有部件也都裝在遙控器裡, 我們通過遙控器操作電視機, 而不是我們自己擺弄電視機的各個元件! 比如音量+, 音量-, 而不是我們們去電視機裡擺弄線圈!
封裝性就是要求一個物件應該具備明確的功能, 並具有介面以便和其它物件相互作用, 物件內部的資料和程式碼是受保護的, 外界不能訪問它們, 只能物件對外提供的介面可以訪問它們. 增加獨立, 自己的資料只能由自己來操作.
類的封裝是通過定義的存取許可權實現的, 分為private和public, 物件的外部只能訪問物件的公有部分, 也就是public修飾的, 不能訪問物件的私有部分, 也就是private修飾的.
繼承
繼承是一個類可以獲得另一個類的特性的機制
像這樣:
比如我們有”人”這個類, 它具有姓名, 年齡這兩個屬性, 吃飯這個行為
我們又有”老師”這個類, 繼承自”人”類, 所以它有繼承過來的"姓名", "年齡"屬性, 還有自己所獨有的"職工編號"屬性, 有繼承過來的"吃飯"行為, 還有自己所獨有的"講課"行為.
我們又有”學生”這個類, 繼承自”人”類, 所以它有繼承過來的"姓名", "年齡"屬性, 還有自己所獨有的"學號"屬性, 有繼承過來的"吃飯"行為, 還有自己所獨有的"聽課"行為.
總結
子類只需定義它所特有的特徵, 而共享父類的特徵
多型性
不同的物件可以呼叫相同名稱的函式, 但可導致完全不同的行為的現象稱為多型性.
在C++中, 多型性分為兩種, 一種稱為編譯時多型, 另一種為執行時多型
編譯時多型
也就是函式過載. 是指同一個函式名可以對應著多個函式的實現, 具體呼叫哪個函式由引數個數, 引數型別等來決定
執行時多型
也就是虛擬函式. 在定義了虛擬函式後, 可以在基類的派生類中對虛擬函式重新定義, 以實現所想要的功能
使用類和物件
使用string物件
必須包含該類的標頭檔案, #include <string>
像這樣:
String str = “RayLee”; // 等價於 String str(“RayLee”);
複製程式碼在字串的末尾系統會加上’’\0”字元來表示字串的結束, 但是在計算字串長度的時候不包含'\0'
像這樣:
String str2 = ‘A’; // 錯誤, str2是字串物件, 不能賦值為字元
我們可以把字串看成是字元陣列
所以我們可以這麼使用
// 字串物件
string str = "RayLee";
// 輸出字串中的每個字元, 其中size()為string物件的成員函式, 返回字串長度
for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
cout << str[i] << endl;
}
複製程式碼字串連線符號 +
作用: 將兩個字串或者字串與字元拼接起來
像這樣:
// 兩個字串拼接
string str = "RayLee";
string str2 = " is a student!";
string str3 = str + str2;
cout << str3 << endl;
// 字串跟字元拼接
str3 = str + '!';
cout << str3 << endl;
// 現個字元相拼接是不行的
str3 = 'a' + '?'; // 錯誤, 這樣的話就不是拼接了, 就是加法運算啦複製程式碼使用string類的典型成員函式
string str = "Hello, World!";
cout << str << endl;
// size()函式: 給定字串的長度
unsigned long size = str.size();
cout << "字串長度: " << size << endl;
// find(要查詢的字串, 開始查詢的起始位置)函式: 要查詢的字串在給定字串的起始位置
unsigned long result = str.find("lll");
if (result >= size) {
cout << "沒有查詢到該字串" << endl;
} else {
cout << "字串起始位置為: " << result << endl;
}
// substr(起始位置, 擷取長度)函式: 給定字串的子串
string subStr = str.substr(2, 8);
cout << "擷取的字串: " << subStr << endl;
// getline()函式: 從cin物件中讀出一行給string物件
string inputStr;
getline(cin, inputStr, '\n');
cout << inputStr << endl;
// swap()交換函式: 將兩個string物件的內容進行交換
string str1 = "I am a student!";
string str2 = "You are a teacher!";
cout << "交換前: " << str1 << " " << str2 << endl;
str1.swap(str2);
cout << "交換後: " << str1 << " " << str2 << endl;複製程式碼程式導向和麵向物件不是對立的, 物件導向是建立在程式導向的基礎上的, 它們是相互依存的, 程式導向關注於解決問題的步驟, 而物件導向關注於解決問題中出現的物件, 而物件中則封裝瞭解決問題的步驟, 物件導向是更高階的語言, 但它是依賴於程式導向而存在的, 隨著電腦科學與技術的發展, 出現更高階的語言也說不定呢?