面向?qū)ο蟪虒W(xué)設(shè)計(jì)部分課件-類目錄類與對(duì)象基本概念封裝、繼承與多態(tài)訪問修飾符與訪問控制構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)靜態(tài)成員與實(shí)例成員方法重載與運(yùn)算符重載類與對(duì)象基本概念01類的作用類提供了一種抽象和封裝的方式，使得開發(fā)者可以更加高效、靈活地組織和管理代碼。通過類，我們可以定義數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、屬性和方法，實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用和模塊化。類的定義類是面向?qū)ο缶幊痰幕締挝?，它定義了一類事物的共同屬性和方法。類可以被視為一個(gè)模板或藍(lán)圖，用于創(chuàng)建具有相似特征和行為的對(duì)象。類的定義及作用對(duì)象實(shí)例化是指根據(jù)類的定義創(chuàng)建具體對(duì)象的過程。在實(shí)例化過程中，系統(tǒng)會(huì)為對(duì)象分配內(nèi)存空間，并初始化對(duì)象的屬性。首先，通過調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)來創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象實(shí)例；然后，系統(tǒng)為新對(duì)象分配內(nèi)存空間，并將類的屬性復(fù)制到新對(duì)象中；最后，可以通過對(duì)象來訪問和操作其屬性和方法。對(duì)象實(shí)例化實(shí)例化過程詳解對(duì)象的實(shí)例化過程屬性屬性是類定義的一部分，用于描述類的特征或狀態(tài)。屬性可以是變量或常量，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或表示類的狀態(tài)。方法方法是類定義中的函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)類的行為或操作。方法可以接受參數(shù)并返回結(jié)果，通過調(diào)用對(duì)象的方法來執(zhí)行相應(yīng)的操作。屬性和方法的訪問控制在類中，可以通過訪問修飾符來控制屬性和方法的訪問權(quán)限，如public、private、protected等。這些修飾符可以限制外部對(duì)類內(nèi)部屬性和方法的訪問，確保數(shù)據(jù)的安全性和封裝性。屬性與方法概述封裝、繼承與多態(tài)0201數(shù)據(jù)隱藏類的內(nèi)部數(shù)據(jù)（成員變量）應(yīng)該被隱藏起來，外部無法直接訪問，只能通過類提供的方法進(jìn)行間接訪問和操作。02方法封裝將相關(guān)的操作封裝在類中，以方法的形式提供，外部調(diào)用時(shí)只需關(guān)心方法的功能和參數(shù)，無需了解具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。03訪問控制通過訪問修飾符（如private、protected、public等）來控制類成員的訪問權(quán)限，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。封裝實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏子類繼承父類01子類可以繼承父類的屬性和方法，無需重新編寫相同的代碼，實(shí)現(xiàn)了代碼的重用。02方法重寫子類可以重寫父類的方法，實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)邏輯，同時(shí)保留父類方法的名稱和參數(shù)列表，方便調(diào)用和維護(hù)。03多層繼承子類可以繼承自另一個(gè)子類，形成多層繼承關(guān)系，進(jìn)一步提高了代碼的復(fù)用性。繼承實(shí)現(xiàn)代碼重用方法重載01在同一個(gè)類中，可以定義多個(gè)名稱相同但參數(shù)列表不同的方法，實(shí)現(xiàn)不同的功能。調(diào)用時(shí)根據(jù)傳入的參數(shù)類型和數(shù)量自動(dòng)匹配相應(yīng)的方法。方法重寫與多態(tài)02子類重寫父類方法后，通過父類引用指向子類對(duì)象，可以調(diào)用子類重寫后的方法，實(shí)現(xiàn)多態(tài)。這使得在運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型來執(zhí)行相應(yīng)的方法。接口統(tǒng)一03通過定義接口或抽象類來規(guī)定一組方法的名稱、參數(shù)列表和返回類型，實(shí)現(xiàn)接口的統(tǒng)一。不同的類可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口或繼承自同一個(gè)抽象類，從而具有相同的接口形式，方便使用和替換。多態(tài)實(shí)現(xiàn)接口統(tǒng)一訪問修飾符與訪問控制03僅在類的內(nèi)部可訪問，用于隱藏類的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。private在類內(nèi)部及子類中可訪問，用于實(shí)現(xiàn)類間的繼承關(guān)系。protected在任何地方都可訪問，用于提供類的公共接口。public在同一個(gè)程序集中可訪問，用于限制類的可見性范圍。internal（C#特有）訪問修飾符種類及使用場景封裝原則隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只暴露必要的公共接口。最小權(quán)限原則只給予必要的訪問權(quán)限，以減少錯(cuò)誤和增強(qiáng)安全性。繼承原則通過protected修飾符實(shí)現(xiàn)子類對(duì)父類成員的訪問控制。訪問控制原則及實(shí)踐案例一設(shè)計(jì)一個(gè)銀行賬戶類，應(yīng)確保賬戶余額只能通過類的內(nèi)部方法進(jìn)行修改，以防止外部代碼隨意更改賬戶狀態(tài)。因此，應(yīng)將余額字段設(shè)置為private，并提供public方法來獲取和修改余額。案例二設(shè)計(jì)一個(gè)圖形類庫，其中包含一個(gè)基類Shape和兩個(gè)派生類Circle和Rectangle?；怱hape中定義了一個(gè)protected方法CalculateArea()，用于計(jì)算面積。由于該方法需要在派生類中重寫以實(shí)現(xiàn)特定形狀的面積計(jì)算，因此應(yīng)將其設(shè)置為protected，以確保只有派生類可以訪問該方法。同時(shí)，為了提供公共接口供客戶端代碼調(diào)用，可以在每個(gè)派生類中定義一個(gè)public方法GetArea()，該方法調(diào)用protected方法CalculateArea()并返回計(jì)算結(jié)果。案例分析：合理設(shè)置訪問權(quán)限構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)04構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，它與類同名，沒有返回類型，用于初始化對(duì)象的狀態(tài)。構(gòu)造函數(shù)在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用，用于初始化對(duì)象的成員變量，為對(duì)象分配內(nèi)存空間，并設(shè)置對(duì)象的初始狀態(tài)。構(gòu)造函數(shù)定義構(gòu)造函數(shù)作用構(gòu)造函數(shù)定義及作用析構(gòu)函數(shù)定義析構(gòu)函數(shù)也是一種特殊的成員函數(shù)，它在類名前加上一個(gè)波浪符（~），沒有返回類型，也沒有參數(shù)。析構(gòu)函數(shù)用于在對(duì)象銷毀前執(zhí)行一些清理工作。析構(gòu)函數(shù)作用析構(gòu)函數(shù)在對(duì)象銷毀時(shí)自動(dòng)調(diào)用，用于釋放對(duì)象所占用的資源，如動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存、打開的文件句柄等，以防止內(nèi)存泄漏和資源泄露。析構(gòu)函數(shù)定義及作用構(gòu)造函數(shù)調(diào)用時(shí)機(jī)構(gòu)造函數(shù)在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)自動(dòng)調(diào)用。當(dāng)使用new運(yùn)算符創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，構(gòu)造函數(shù)會(huì)被調(diào)用；當(dāng)定義類類型的變量時(shí)，構(gòu)造函數(shù)也會(huì)被調(diào)用。析構(gòu)函數(shù)調(diào)用時(shí)機(jī)析構(gòu)函數(shù)在對(duì)象銷毀時(shí)自動(dòng)調(diào)用。當(dāng)使用delete運(yùn)算符釋放對(duì)象時(shí)，析構(gòu)函數(shù)會(huì)被調(diào)用；當(dāng)程序結(jié)束時(shí)，所有未被釋放的對(duì)象都會(huì)自動(dòng)調(diào)用其析構(gòu)函數(shù)。此外，當(dāng)對(duì)象作為局部變量離開其作用域時(shí)，析構(gòu)函數(shù)也會(huì)被調(diào)用。構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)調(diào)用時(shí)機(jī)靜態(tài)成員與實(shí)例成員05靜態(tài)成員是屬于類本身的成員，而不是屬于類的實(shí)例（對(duì)象）的成員。靜態(tài)成員包括靜態(tài)字段、靜態(tài)方法、靜態(tài)屬性和靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)。靜態(tài)成員通過類名直接訪問，無需創(chuàng)建類的實(shí)例。靜態(tài)成員在內(nèi)存中只有一個(gè)副本，無論創(chuàng)建多少個(gè)類的實(shí)例，都共享同一個(gè)靜態(tài)成員。靜態(tài)成員定義及特點(diǎn)實(shí)例成員是屬于類的實(shí)例（對(duì)象）的成員，每個(gè)實(shí)例都有自己獨(dú)立的實(shí)例成員。實(shí)例成員包括實(shí)例字段、實(shí)例方法、實(shí)例屬性和實(shí)例構(gòu)造函數(shù)。實(shí)例成員需要通過類的實(shí)例來訪問，即需要先創(chuàng)建類的實(shí)例。每個(gè)實(shí)例都有自己的實(shí)例成員副本，互不影響。實(shí)例成員定義及特點(diǎn)訪問方式靜態(tài)成員通過類名訪問，實(shí)例成員通過類的實(shí)例訪問。內(nèi)存占用靜態(tài)成員在內(nèi)存中只有一個(gè)副本，而實(shí)例成員每個(gè)實(shí)例都有自己的副本。生命周期靜態(tài)成員在程序運(yùn)行期間一直存在，而實(shí)例成員隨著實(shí)例的創(chuàng)建而創(chuàng)建，隨著實(shí)例的銷毀而銷毀。共享性靜態(tài)成員被所有實(shí)例共享，而實(shí)例成員只屬于特定的實(shí)例。靜態(tài)成員與實(shí)例成員比較方法重載與運(yùn)算符重載06概念方法重載（Overloading）是指在同一類中，可以定義多個(gè)名稱相同但參數(shù)列表（參數(shù)類型、數(shù)量、順序）不同的方法。1.改變參數(shù)類型通過改變方法的參數(shù)類型來實(shí)現(xiàn)重載。2.改變參數(shù)個(gè)數(shù)通過改變方法接收的參數(shù)個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)重載。3.改變參數(shù)順序通過改變方法參數(shù)的順序來實(shí)現(xiàn)重載。方法重載概念及實(shí)現(xiàn)方式0102概念運(yùn)算符重載（OperatorOverloading）是對(duì)已有的運(yùn)算符賦予多重含義，使同一個(gè)運(yùn)算符作用于不同類型的數(shù)據(jù)時(shí)導(dǎo)致不同的行為。1.一元運(yùn)算符重載如正負(fù)號(hào)、自增自減等，通過定義特定的成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)。2.二元運(yùn)算符重載如加減乘除、比較運(yùn)算符等，通過定義成員函數(shù)或非成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)。3.賦值運(yùn)算符重載如賦值、復(fù)合賦值等，通過定義特定的成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)。4.類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載通過定義類型轉(zhuǎn)換函數(shù)實(shí)現(xiàn)不同類型間的轉(zhuǎn)換。030405運(yùn)算符重載概念及實(shí)現(xiàn)方式1.定義復(fù)數(shù)類包括實(shí)部和虛部兩個(gè)成員變量。3.重載減法運(yùn)算符定義成員函數(shù)`operator-`，接收另一個(gè)復(fù)數(shù)對(duì)象作為參數(shù)，返回兩個(gè)復(fù)數(shù)的差。5.重載除法運(yùn)算符定義成員函數(shù)`operator/`，接收另一個(gè)復(fù)數(shù)對(duì)象作為參數(shù)，返回兩個(gè)復(fù)數(shù)的商。注意處理除數(shù)為零的情況。案例描述假設(shè)有一個(gè)自定義的復(fù)數(shù)類`Comple