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1、1,第五章 C+程序的结构,C+语言程序设计,2,本章主要内容,作用域与可见性对象的生存期类的静态成员友元共享数据的保护多文件结构和工程,3,函数原形的作用域,函数原型中的参数，其作用域始于(，结束于)。例如，设有下列原型声明：double Area(double radius);,radius 的作用域仅在于此，因而可以写成：double Area(double)；,作用域与可见性,5.1,4,块作用域,在块中声明的标识符，其作用域自声明处起，限于块中，例如：void fun(int a)int b(a);cinb;if(b0)int c;.,作用域与可见性,5.1,5,类X的成员M具有类作
2、用域，对M的访问方式如下：如果在X的成员函数中没有声明同名的局部作用域标识符，那么在该函数内可以直接访问成员M。通过表达式x.M访问。（x是类X的对象，M是类X公有数据成员）通过表达式prt-M。（prt是X类的指针变量）,作用域与可见性,5.1,类作用域,6,#includeusing namespace std;class Clock public:void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);public:int Hour,Minute,Second;void Clock:SetTime(int NewH,int NewM,int NewS)Hour=
3、NewH;Minute=NewM;Second=NewS;,作用域与可见性,5.1,7,void main()Clock myClock,*prt;prt=,作用域与可见性,5.1,8,文件作用域,不在前述各个作用域中出现的声明，具有文件作用域，这样声明的标识符的作用域开始于声明点，结束于文件尾。,作用域与可见性,5.1,9,作用域与可见性,#includeint i=120;/文件作用域class Class1 public:void print();void Class1:print()coutthis is a class:i=iendl;void Sub(void)coutthis i
4、s a sub function:i=iendl;void main()Class1 class1;coutthis is a main function:i=iendl;Sub();class1.print();,5.1,10,可见性,可见性是从对标识符引用的角度来谈的概念可见性表示从内层作用域向外层作用域“看”时能看见什么。如果标识符在某处可见，则就可以在该处引用此标识符。,作用域与可见性,5.1,11,标识符应声明在先，引用在后。如果某个标识符在外层中声明，且在内层中没有同一标识符的声明，则该标识符在内层可见。对于两个嵌套的作用域，如果在内层作用域内声明了与外层作用域中同名的标识符，则外
5、层作用域的标识符在内层不可见。,作用域与可见性,5.1,可见性,12,同一作用域中的同名标识符,在同一作用域内的对象名、函数名、枚举常量名会隐藏同名的类名或枚举类型名。重载的函数可以有相同的函数名。,作用域与可见性,5.1,13,#includeusing namespace std;class A1 public:A1(int,int);int getX();int getY();private:int x,y;A1:A1(int a,int b)x=a;y=b;int A1:getX()return x;int A1:getY()return y;,14,A1 a1(4,5);void o
6、utput()couta1.getX()endsa1.getY()endl;void main()A1 a1(2,3);couta1.getX()endsa1.getY()endl;output();,15,对象的生存期,对象从产生到结束的这段时间就是它的生存期。在对象生存期内，对象将保持它的值，直到被更新为止。对象的生存期分为静态生存期和动态生存期。,对象的生存期,5.2,16,这种生存期与程序的运行期相同。在文件作用域中声明的对象具有这种生存期。在函数内部声明静态生存期对象，要冠以关键字static。,对象的生存期,5.2,静态生存期,17,对象的生存期,5.2,#includeint i
7、=5;void output()i+;coutThis is output function:i=iendl;void main()output();i+;coutThis is main function:i=iendl;output();,18,运行结果：,对象的生存期,5.2,19,动态生存期,块作用域中声明的，没有用static修饰的对象是动态生存期的对象（习惯称局部生存期对象）。开始于声明点处，结束于命名该标识符的作用域结束处。,对象的生存期,5.2,20,#includevoid fun();void main()fun();fun();void fun()static int a
8、=1;int i=5;a+;i+;couti=i,a=aendl;,运行结果：i=6,a=2i=6,a=3i是动态生存期a是静态生存期,对象的生存期,例,5.2,21,例5-2 变量的生存期与可见性,#includeint i=1;void main()static int a;int b=-10;int c=0;void other(void);cout-MAIN-n;couti:ia:ab:bc:cendl;c=c+8;other();cout-MAIN-n;couti:ia:ab:bc:cendl;i=i+10;other();,对象的生存期,5.2,void other(void)st
9、atic int a=2;static int b;/a,b为静态局部变量，具有全局寿命，局部可见。/只第一次进入函数时被初始化。int c=10;/C为局部变量，具有动态生存期，/每次进入函数时都初始化。a=a+2;i=i+32;c=c+5;cout-OTHER-n;couti:ia:ab:b c:cendl;b=a;,运行结果：-MAIN-i:1 a:0 b:-10 c:0-OTHER-i:33 a:4 b:0 c:15-MAIN-i:33 a:0 b:-10 c:8-OTHER-i:75 a:6 b:4 c:15,24,例5-3,#includeclass Clock/时钟类声明 pub
10、lic:/外部接口 Clock();void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);/三个形参均具有函数原型作用域 void ShowTime();Clock()private:/私有数据成员 int Hour,Minute,Second;,对象的生存期,5.2,/时钟类成员函数实现Clock:Clock()/构造函数Hour=0;Minute=0;Second=0;void Clock:SetTime(int NewH,int NewM,int NewS)Hour=NewH;Minute=NewM;Second=NewS;void Clock:ShowTim
11、e()coutHour:Minute:Secondendl;,Clock globClock;/声明对象globClock，/具有静态生存期，文件作用域void main()/主函数coutFirst time output:endl;/引用具有文件作用域的对象：globClock.ShowTime();/对象的成员函数具有类作用域globClock.SetTime(8,30,30);Clock myClock(globClock);/声明具有块作用域的对象myClockcoutSecond time output:endl;myClock.ShowTime();/引用具有块作用域的对象,程序
12、的运行结果为：First time output:0:0:0Second time output:8:30:30,28,5.3类的静态成员,同一类的不同对象拥有不同的数据成员及函数成员，这些数据和函数之间各自拥有自己的存储空间，互不干扰。静态成员是解决同一个类的不同对象之间数据和函数共享问题的。类中的静态成员分为：静态数据成员和静态函数成员。,29,5.3类的静态成员,静态数据成员,class Point public:Point(int xx=0,int yy=0);Point(Point,用关键字static声明的数据成员称为静态的,30,5.3类的静态成员,静态数据成员,静态数据成员具有
13、静态生存期。静态数据成员属于类，也称为具有“类属性”的数据成员。静态数据成员不属于任何对象。静态数据成员的访问方式：类名:标识符 或 对象名.标识符 在类中对静态数据成员进行声明。在类外使用类名限定以对静态数据成员进行定义及初始化。没有定义的静态数据成员不能使用。静态数据成员通常应该通过非内联函数来访问。,31,5.3类的静态成员,#includeusing namespace std;class Point public:void GetC();private:static int countP;int Point:countP=12;void Point:GetC()coutObject
14、id=countPendl;void main()Point p1;p1.GetC();,声明静态数据成员,对静态数据成员进行定义并初始化，此语句必须有，否则countP不能使用,32,5.3类的静态成员,#includeusing namespace std;class Point public:void GetC();static int countP;int Point:countP=12;void Point:GetC()coutObject id=countPendl;void main()Point p1;p1.GetC();Point:countP+;coutPoint:coun
15、tPendl;coutp1.countPendl;,声明公有属性的静态数据成员,公有属性的数据成员既可以用类名访问，也可以用对象名访问,33,5.3类的静态成员,#include using namespace std;class Pointpublic:Point(int xx=0,int yy=0)X=xx;Y=yy;countP+;Point(Point,例5-4 具有静态数据成员的 Point类,34,5.3类的静态成员,Point:Point(Point,35,5.3类的静态成员,Point:Point(Point,36,5.3类的静态成员,Point:Point(Point,Poi
16、nt B;B=A;,37,5.3类的静态成员,静态函数成员,38,5.3类的静态成员,#include using namespace std;class Point public:Point(int xx=0,int yy=0)X=xx;Y=yy;countP+;static void GetC()cout Object id=countPendl;private:int X,Y;static int countP;int Point:countP=0;void main()Point A(4,5);A.GetC();Point:GetC();,对静态函数成员的调用效果是一样的，通常调用静态
17、函数成员采用后一种形式,例:,39,5.3类的静态成员,#include using namespace std;class Pointpublic:static int GetX();static int GetY();static void GetC();private:static int X,Y;static int countP;int Point:countP=0;int Point:X=12;int Point:Y=14;,例:,40,5.3类的静态成员,int Point:GetX()return X;int Point:GetY()return Y;void Point:Ge
18、tC()coutThe value Xs is:GetX()endl;coutThe value Ys is:GetY()endl;void main()Point A;Point:GetC();A.GetC();,静态函数成员直接访问该类的静态数据成员,静态函数成员直接访问该类的静态函数成员,41,5.3类的静态成员,静态函数成员,使用static修饰的函数成员称为静态函数成员。静态函数成员是属于类的，由该类的所有对象共同拥有，为这些对象共享。对于公有的静态函数成员可以通过类名或对象名进行调用。类名:函数名(参数表)或 对象名.函数名(参数表)非静态函数成员只能通过对象名来调用。静态函数成员
19、可以直接访问该类的静态数据成员和静态函数成员。静态函数成员不能直接访问类中的非静态成员，必须通过参数传递得到对象名，然后通过对象名来访问。,42,5.3类的静态成员,class A public:static void f(A a);private:int x;void A:f(A a)coutx;/对x的引用是错误的 couta.x;/正确,静态函数成员不能访问类中的非静态成员,P135 例5-5,43,练习：,按下列要求编程：（1）编写一个类，声明一个数据成员和一个整型静态数据成员。让构造函数初始化数据成员，并把静态数据成员加1。让析构函数把静态数据成员减1（2）编写一个main函数，创建
20、三个对象，然后显示他们的数据成员和静态数据成员，再析构每个对象，并显示他们对静态数据成员的影响。（3）修改程序，让静态数据成员为私有的，让静态成员函数去访问静态成员函数。,44,友元,友元关系提供了不同类或对象的成员函数之间、类的成员函数与一般函数之间进行数据共享的机制。友元函数是在类声明中由关键字friend修饰说明的非成员函数，在它的函数体中能够通过对象名访问 private 和 protected成员。可以定义友元函数和友元类。友元类的所有成员函数都自动成为友元函数。,5.4友元,45,例5-6 使用友元函数计算两点距离,#include#include class Point/Poin
21、t类声明 public:/外部接口 Point(int xx=0,int yy=0)X=xx;Y=yy;int GetX()return X;int GetY()return Y;private:/私有数据成员 int X,Y;,5.4友元,friend float Distance(Point,float Distance(Point,5.4友元,47,5.4友元,注：,通过友元关系，一个普通函数或者类B的成员函数可以通过类A的对象访问封装于类A中的私有数据。,48,友元类,若类B为类A的友元，则类B的所有成员函数都能访问类A的私有成员。声明语法：将友元类名在另一个类中使用friend修饰说
22、明。,5.4友元,49,友元类举例,class Apublic:void Display()coutxendl;friend class B;private:int x;class Bpublic:void Set(int i);void Display();private:A a;,5.4友元,void B:Set(int i)a.x=i;void B:Display()a.Display();void main()B b;b.Set(34);b.Display();,5.4友元,51,友元关系说明,友元关系不能传递 友元关系是单向的 友元关系不能被继承,5.4友元,52,#include
23、using namespace std;class Carpublic:void setSize(int j)size=j;int getSize()return size;private:int size;class Boatpublic:void setSize(int j)size=j;int getSize()return size;private:int size;,重新编写以下程序，将函数leisure改为友元函数。,53,int leisure(int time,Car c,Boat b)return time*c.getSize()*b.getSize();void main(
24、)Car c1;Boat b1;c1.setSize(2);b1.setSize(3);coutleisure(5,c1,b1)endl;,54,#include using namespace std;class Boat;class Carpublic:void setSize(int j)size=j;friend int leisure(int time,Car c,Boat b);private:int size;class Boatpublic:void setSize(int j)size=j;friend int leisure(int time,Car c,Boat b);p
25、rivate:int size;,int leisure(int time,Car c,Boat b)return time*c.size*b.size;void main()Car c1;Boat b1;c1.setSize(2);b1.setSize(3);coutleisure(5,c1,b1)endl;,改写后,55,#include using namespace std;class Animalpublic:friend void setValue(Animal,将程序中的友元改成普通函数，并增加类访问私有数据的成员函数。,56,#include using namespace s
26、td;class Animalpublic:int getWeight();int getAge();void setWeight(int);void setAge(int);private:int itsWeight,itsAge;int Animal:getWeight()return itsWeight;int Animal:getAge()return itsAge;,改写后,57,void Animal:setWeight(int ta)itsWeight=ta;void Animal:setAge(int tn)itsAge=tn;void setValue(Animal,58,常
27、类型,5.5共享数据的保护,对于既需要共享、又需要防止改变的数据应该声明为常量。本节介绍常引用、常对象、对象的常成员。,59,常引用,如果在声明引用时，用const修饰，被声明的引用就是常引用。常引用所引用的对象不能被更新。常引用的声明形式：const 类型说明符,5.5共享数据的保护,60,#includevoid main()int i=3;int,运行结果：i=5r_i=5,5.5共享数据的保护,61,#includevoid main()int i=3;const int,5.5共享数据的保护,将产生编译错误,62,#includeusing namespace std;void di
28、splay(double,运行结果：r=10.5d=10.5,5.5共享数据的保护,63,例5-7常引用作形参,#includevoid display(const double,5.5共享数据的保护,将产生编译错误,64,常对象,常对象的数据成员值在对象的整个生存期间内不能被改变。常对象必须进行初始化，而且不能被更新。常对象的声明形式：const 类名 对象名;或 类名 const 对象名;,5.5共享数据的保护,65,常对象举例,class A public:A(int i,int j)x=i;y=j;private:int x,y;A const a(3,4);A b(1,2);a=b;
29、,5.5共享数据的保护,出错！因为a是常对象，不能被更新,66,常对象举例,5.5共享数据的保护,#includeusing namespace std;class A public:A(int i,int j)x=i;y=j;void setX(int a)x=a;void setY(int b)y=b;int getX()return x;int getY()return y;private:int x,y;,67,常对象举例,5.5共享数据的保护,void main()A const a(3,4);a.setX(8);a.setY(9);couta.getX()endsa.getY()e
30、ndl;,编译出错！错误原因是：不能通过常对象调用普通的成员函数。,68,对象的常成员函数,常成员函数的声明形式：类型说明符 函数名（参数表）const；注：const是函数类型的一个组成部分，因此在函数定义部分也要带关键字const。常成员函数不能更新对象的数据成员，也不能调用该类中非const的成员函数。常成员函数可以使用非const的成员数据。常对象只能调用常成员函数。const可以用于对重载函数的区分。,5.5共享数据的保护,69,5.5共享数据的保护,#includeusing namespace std;class R public:R(int r1,int r2)R1=r1;R2
31、=r2;void print();void output()const;private:int R1,R2;void R:print()R1+;R2+;coutR1:*:R2endl;output();,可以调用常成员函数,70,5.5共享数据的保护,void R:output()const coutR1;#;R2endl;void main()R a(5,4);a.output();a.print();,运行结果：5;#;46:*:56;#;5,R1+;R2+;,print();,上述常成员函数中，存在两个错误：错误1：R1+;R2+;常成员函数不能更新对象的数据成员。错误2：print()
32、;常成员函数不能调用类中没有用const修饰的成员函数。,71,例5-8 常成员函数举例P141,#includeclass R public:R(int r1,int r2)R1=r1;R2=r2;void print();void print()const;private:int R1,R2;,5.5共享数据的保护,void R:print()coutR1:R2endl;void R:print()const coutR1;R2endl;void main()R a(5,4);a.print();/调用void print()const R b(20,52);b.print();/调用vo
33、id print()const,5.5共享数据的保护,73,如果在一个类中说明了常成员数据，那么任何函数中都不能对该成员数据赋值。构造函数对该数据成员进行初始化，只能通过初始化列表。,5.5共享数据的保护,对象的常成员数据,74,例5-9 常数据成员举例,#includeclass Apublic:A(int i);void print();private:const int a;const int,5.5共享数据的保护,const int A:b=10;A:A(int i):a(i),r(a)void A:print()couta:b:rendl;void main()A a1(100),a
34、2(0);a1.print();a2.print();,5.5共享数据的保护,静态常数据成员在类外初始化,常数据成员通过初始化列表获得初值,76,编译预处理命令,#include 包含指令将一个源文件嵌入到当前源文件中该点处。#include 按标准方式搜索，文件位于C+系统目录的include子目录下#include文件名首先在当前目录中搜索，若没有，再按标准方式搜索。,5.6编译预处理命令,77,编译预处理命令,#define 宏定义指令定义符号常量，很多情况下已被const定义语句取代。定义带参数宏，已被内联函数取代。#undef删除由#define定义的宏，使之不再起作用。,5.6编译
35、预处理命令,78,条件编译指令#if 和#endif,#if 常量表达式 程序正文/当“常量表达式”非零时编译#endif.,5.6编译预处理命令,79,条件编译指令#else,#if 常量表达式 程序正文1/当“常量表达式”非零时编译#else 程序正文2/当“常量表达式”为零时编译#endif,5.6编译预处理命令,80,条件编译指令#elif,#if 常量表达式1 程序正文1/当“常量表达式1”非零时编译#elif 常量表达式2 程序正文2/当“常量表达式2”非零时编译#else 程序正文3/其他情况下编译#endif,5.6编译预处理命令,81,条件编译指令,#ifdef 标识符 程序
36、段1#else 程序段2#endif如果“标识符”经#defined定义过，且未经undef删除，则编译程序段1，否则编译程序段2。,5.6编译预处理命令,82,条件编译指令,#ifndef 标识符 程序段1#else 程序段2#endif如果“标识符”未被定义过，则编译程序段1，否则编译程序段2。,5.6编译预处理命令,83,5.6编译预处理命令,由于文件包含指令可以嵌套使用，在设计程序时要避免多次重复包含同一个头文件，否则会引起变量及类的重复定义。见书P150,84,多文件结构（例5-10）,一个源程序可以划分为多个源文件：类声明文件（.h文件）类实现文件（.cpp文件）类的使用文件（ma
37、in()所在的.cpp文件）利用工程来组合各个文件。,5.7多文件结构,见书P144 例5-10 P152 例5-11,85,/point.h#include using namespace std;class Pointpublic:Point(int xx=0,int yy=0)X=xx;Y=yy;countP+;Point(Point,86,/point.cpp#include point.hint Point:countP=0;Point:Point(Point,87,小结与复习建议,主要内容作用域与可见性、对象的生存期、数据的共享与保护、友元、编译预处理命令、多文件结构和工程达到的目标深入理解程序的结构、模块间的关系、数据共享。实验任务实验五,
