C语言程序设计基础与实训教程 第13章

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1、第13章面向对象程序设计语言C++第页主要内容面向对象的思想面向对象程序设计的基本概念C++对C的扩充类和对象第页13.1面向对象的思想结构化程序设计面向对象程序设计第页13.1.1结构化程序设计结构化程序设计是为了解决早期计算机程序的难于阅读、理解和调试，难于维护和扩充，以及开发周期长、不易控制程序的质量等问题而提出来的，它的产生和发展奠定了软件工程的基础。结构化程序设计的基本思想是：自顶向下，逐步求精，将整个程序结构划分成若干个功能相对独立的模块，模块之间的联系尽可能简单；每个模块用顺序、选择、循环3种基本结构来实现；每个模块只有一个入口和

2、一个出口。第页13.1.1结构化程序设计结构化程序设计有很多优点：各模块可以分别编程，使程序易于阅读、理解、调试和修改；方便新功能模块的扩充；功能独立的模块可以组成子程序库，有利于实现软件复用等。所以，结构化程序设计方法出现以后，很快被人们接受并得到广泛应用。第页13.1.1结构化程序设计结构化程序设计方法以解决问题的过程作为出发点，其方法是面向过程的。它把程序定义为“数据结构+算法”，程序中数据与处理这些数据的算法（过程）是分离的。这样，对不同的数据结构作相同的处理，或对相同的数据结构作不同的处理，都要使用不同的模块，从而降低了程序的可维护性

3、和可复用性。同时，由于这种分离导致了数据可能被多个模块使用和修改，难于保证数据的安全性和一致性。因此，对于小型程序和中等复杂程度的程序来说，它是一种较为有效的技术，但对于复杂的、大规模的软件的开发来说，它就不尽如人意了。第页13.1.1结构化程序设计通过上面的分析可以看出：结构化程序设计的核心思想是功能的分解，思想的特点是将数据结构与过程分离，着重点在过程。用这种方法开发的软件可维护性和可复用性差第页13.1.2面向对象程序设计面向对象程序设计是在结构化程序设计的基础上发展起来的，它吸取了结构化程序设计中最为精华的部分，有人称它是被结构化了的结

4、构化程序设计。在面向对象程序设计中，对象是构成软件系统的基本单元，并从相同类型的对象中抽象出一种新型的数据类型——类，对象只是类的实例。类的成员中不仅包含有描述类对象属性的数据，还包含有对这些数据进行处理的程序代码（这些程序代码被称为对象的行为或操作）。将对象的属性和行为放在一起作为一个整体的方法称为封装，它将对象的大部分行为的实现隐蔽起来，仅通过一个可控的接口与外界交互。第页13.1.2面向对象程序设计面向对象程序设计提供了类的继承性，可通过对一个被称为基类的类增添不同的特性来派生出多种被称为派生类的特殊类，从而使得类与类之间建立了层次结构关

5、系，为软件复用提供了有效的途径。面向对象程序设计支持多态性。多态性与继承性相结合，使不同结构的对象可以以各自不同的方式响应同一个消息。第页13.1.2面向对象程序设计软件系统中，对象与对象之间存在着一定的联系，这种联系通过消息的传递来实现。在面向对象程序设计中，消息表现为一个对象对另一个对象的行为的调用。第页13.1.2面向对象程序设计通过上面的分析可以看出：面向对象程序设计的核心思想是数据的分解，着重点放在被操作的数据上，而不是实现操作的过程上。它把数据及其操作作为一个整体对待，数据本身不能被外部过程直接存取。思想的特点是程序一般由类的定义和

6、类的使用两部分组成，主程序中定义各个对象并规定它们之间传递消息的规律，程序中的一切操作都通过向对象发送消息来实现，对象接收到消息后，调用有关对象的行为来完成相应的操作。用这种方法开发的软件可维护性和可复用性高。支持面向对象的程序设计语言很多，C++就是一种被广泛使用的、全面支持面向对象程序设计的程序设计语言。第页13.2面向对象程序设计的基本概念对象和类消息抽象性封装性继承性多态性第页13.2.1对象和类对象和类的概念对象的状态类的确定和划分第页对象和类的概念现实世界中的对象和类实世界中的对象是人们认识世界的基本单元，世界就是由这些基本单元——

7、对象组成的，如一个人、一辆车、一次购物、一次演出等。对象可以很简单，也可以很复杂，复杂的对象可由若干个简单对象组成。对象是现实世界中的实体，具有以下特性：每个对象都有一个用于与其他对象相区别的名字。具有某些特征，称它为属性或状态。有一组操作，每一个操作决定对象的一种行为即对象能干什么。对象的状态只能被自身的行为所改变。对象之间以消息传递的方式相互通信。实世界中的类是对一组具有共同属性和行为的对象的抽象。如人这个类是由老人、小孩、男人、女人等个别的人构成的，具体的某个人是人这个类的一个实例。类和对象是抽象和具体的关系。第页对象和类的概念对象中的对

8、象和类面向对象中的对象是由描述其属性的数据和定义在数据上的一组操作组成的实体，是数据单元和过程单元的集合体。如学生李东是一个对象，他由描述他的特征的数