１０.１定義類與對象

１０.１.１

定義類定義一個類，在本質(zhì)上是定義一個數(shù)據(jù)類型的藍圖。實際上，類并沒有定義任何數(shù)據(jù)，但它定義了類的對象包括什么，以及可以在這個對象上執(zhí)行哪些操作。定義一個類，就是定義一組屬性和對這組屬性進行操作的函數(shù)。屬性稱為類的數(shù)據(jù)成員，函數(shù)稱為類的成員函數(shù)。類定義以關(guān)鍵字ｃｌａｓｓ開頭，后接類的名稱。類的主體被包含在一對大括號{}中。類在定義后，必須接一個分號或一個聲明列表。下一頁返回１０.１定義類與對象

一般形式如下:ｃｌａｓｓ類名{ｐｒｉｖａｔｅ:私有成員；ｐｕｂｌｉｃ:公有成員；ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ:受保護成員；}；在類定義中，所有數(shù)據(jù)和函數(shù)(或過程)都被封裝在一起。數(shù)據(jù)封裝是面向?qū)ο缶幊痰囊粋€重要特點，它防止外部函數(shù)直接訪問類的內(nèi)部成員。無論是公有成員、私有成員還是受保護成員，都既可以是數(shù)據(jù)成員，也可以是成員函數(shù)。上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

類成員的訪問限制是通過在類主體內(nèi)部對各個區(qū)域標(biāo)記ｐｕｂｌｉｃ、ｐｒｉｖａｔｅ、ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ來指定的。關(guān)鍵字ｐｕｂｌｉｃ、ｐｒｉｖａｔｅ、ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ稱為訪問修飾符。在程序中，公有成員在類的外部是可訪問的，可以不使用任何成員函數(shù)來設(shè)置和獲取公有變量的值。私有成員變量(或函數(shù))在類的外部是不可訪問的，甚至是不可查看的。只有類和友元函數(shù)可以訪問私有成員。默認(rèn)情況下，類的所有成員都是私有的。保護成員變量(或函數(shù))與私有成員十分相似，但是，保護成員在派生類(即子類)中是可訪問的。第１２章將介紹派生類和繼承的知識。本章介紹公有成員和私有成員的使用。在實際操作中，一般會在私有區(qū)域定義成員數(shù)據(jù)，在公有區(qū)域定義相關(guān)的成員函數(shù)，以便在類的外部也可以調(diào)用這些函數(shù)。無須被調(diào)用的成員函數(shù)，一般會在私有區(qū)域定義。上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

結(jié)構(gòu)體和類都能用于定義新的類型，格式也幾乎相同。這兩種方法的唯一區(qū)別在于:在結(jié)構(gòu)體中，沒有指明訪問屬性，所有成員都是公有的；在類的定義中，默認(rèn)情況下，所有成員都是私有的，而且可以指定訪問屬性。在例１０－１中，需要定義一個二維點的數(shù)據(jù)類型藍圖，將其命名為Ｐｏｉｎｔ。如果定義一個Ｐｏｉｎｔ類型的對象ｐ，則此對象ｐ必須包含橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，且橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值不可改變。因此，在Ｐｏｉｎｔ類定義時，應(yīng)指定橫坐標(biāo)ｘ和縱坐標(biāo)ｙ為成員數(shù)據(jù)，且其訪問屬性為ｐｒｉｖａｔｅ。在對象ｐ上，可以執(zhí)行哪些操作呢?題意要求計算ｐ點與原點的距離，而距離的計算需要橫坐標(biāo)ｘ和縱坐標(biāo)ｙ的值，所有橫坐標(biāo)ｘ和縱坐標(biāo)ｙ的值應(yīng)該怎么設(shè)置呢?上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

對此，需要至少兩項操作:一項是設(shè)置ｐ點的坐標(biāo)值；另一項是計算ｐ點與原點的距離。為了方便調(diào)試，可以增加輸出坐標(biāo)點、獲取橫坐標(biāo)、獲取縱坐標(biāo)的操作。這幾項操作需要在類Ｐｏｉｎｔ中加以定義，作為類Ｐｏｉｎｔ的成員函數(shù)。因此，將其訪問屬性設(shè)為ｐｕｂｌｉｃ，使其在類的外部可以訪問。完善類的定義還包括所有成員函數(shù)的實現(xiàn)。成員函數(shù)的實現(xiàn)通常有兩種方法:一種方法是在類定義時只給出函數(shù)原型，而將函數(shù)的定義寫在類定義外；

另一種方法是將成員函數(shù)寫在類定義中。為了減少時間開銷，如果一個成員函數(shù)不包含循環(huán)等控制語句，那么Ｃ＋＋編譯器就會自動將其作為內(nèi)置(ｉｎｌｉｎｅ)函數(shù)處理。

這種類中函數(shù)稱為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，

即在程序調(diào)用這些函數(shù)時，直接把函數(shù)代碼嵌入調(diào)用點，而不執(zhí)行函數(shù)的調(diào)用過程。對于類內(nèi)定義的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，可以省略ｉｎｌｉｎｅ；內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)也可寫在類定義外面，直接使用保留字ｉｎｌｉｎｅ說明即可，但必須放在同一文件中，否則無法實現(xiàn)函數(shù)代碼嵌入。上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

類的成員函數(shù)可以重載，這種函數(shù)稱為重載函數(shù)。也就是說，類中允許參數(shù)個數(shù)不同、參數(shù)類型不同的兩個以上的成員函數(shù)有相同的函數(shù)名，當(dāng)然，它們的定義(實現(xiàn))不相同。例如，例１０－１可以定義多個ｃｒｅａｔｅ函數(shù)，實現(xiàn)多種方式創(chuàng)建一個二維點。如果在類體中直接定義成員函數(shù)，則不需要在函數(shù)名前加類名。但是，如果在類體外定義成員函數(shù)，就必須在函數(shù)名外加上類名，類名和函數(shù)名之間應(yīng)添加作用限定符“∷”。例如，“ｆｌｏａｔＰｏｉｎｔ∷ｄｉｓｔａｎｃｅ()”

為在類體外定義類成員函數(shù)的形式。在程序設(shè)計時，將類定義和成員函數(shù)的實現(xiàn)分開，可增強程序的可讀性，也能更好地實現(xiàn)類的隱藏。通常，把類定義編寫在頭文件(ｈ文件)中，把類實現(xiàn)編寫在實現(xiàn)文件(ｃｐｐ文件)中，把簡單的成員函數(shù)編寫在類定義中。本例將ｃｒｅａｔｅ函數(shù)編寫為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，將ｄｉｓｔａｎｃｅ和ｐｒｉｎｔ函數(shù)編寫在類的實現(xiàn)文件中。上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

例１０－１的完整代碼清單如下:(１)Ｐｏｉｎｔ類的頭文件:上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

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(２)Ｐｏｉｎｔ類的實現(xiàn)文件:上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

在Ｃ＋＋程序中，經(jīng)常會用到類。為了方便使用，Ｃ＋＋編譯系統(tǒng)向用戶提供類庫，包含了常用的基本類。也有不少用戶將自己常用的類放在一個專門的類庫中，當(dāng)需要使用時，可直接引用，從而實現(xiàn)代碼重用。上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

１０.１.２

聲明對象當(dāng)定義了一個類，就相當(dāng)于有了一個新的類型，那么就可以聲明這種類型的變量了。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中，類變量稱為對象。與普通變量一樣，對象既可以直接在程序中聲明，也可以動態(tài)申請。例如，定義Ｐｏｉｎｔ類的對象ｐ１、ｐ２，一個含有２０個對象的Ｐｏｉｎｔ類的對象數(shù)組ｐ，可以直接聲明:Ｐｏｉｎｔｐ１，ｐ２，ｐ[２０]；上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

也可以采用動態(tài)申請:Ｐｏｉｎｔ?ｐ１，?ｐ２，?ｐ；ｐ１＝ｎｅｗＰｏｉｎｔ；ｐ２＝ｎｅｗＰｏｉｎｔ；ｐ＝ｎｅｗＰｏｉｎｔ[２０]；當(dāng)不再使用某個動態(tài)對象時，就應(yīng)將申請到的動態(tài)內(nèi)存空間釋放。例如，將對象ｐ１、ｐ２和數(shù)組ｐ對應(yīng)的動態(tài)內(nèi)存空間釋放:ｄｅｌｅｔｅｐ１；ｄｅｌｅｔｅｐ２；ｄｅｌｅｔｅ[]ｐ；上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

１０.１.３操作對象與結(jié)構(gòu)體變量一樣，

同類對象可以相互賦值，

對象還可以對其成員操作。

但是，

類定義對類成員使用了ｐｕｂｌｉｃ、ｐｒｉｖａｔｅ、ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ等訪問修飾符進行訪問限制。

如果類成員是ｐｕｂｌｉｃ成員，則其對象可以對其訪問。數(shù)據(jù)成員的引用方式:對象名數(shù)據(jù)成員成員函數(shù)引用的方式:對象名成員函數(shù)名(實參列表)上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

例如，Ｐｏｉｎｔ類的成員函數(shù)ｃｒｅａｔｅ是ｐｕｂｌｉｃ成員，可以用下列方式來訪問:Ｐｏｉｎｔｐ１，?ｐ２；ｐ１ｃｒｅａｔｅ(３，３)；ｐ２＝ｎｅｗＰｏｉｎｔ；ｐ２－>ｃｒｅａｔｅ(３，４)；如果類成員是ｐｒｉｖａｔｅ成員，則其對象不能對其訪問，但類中的成員函數(shù)可以訪問本類中的私有成員。例如:Ｐｏｉｎｔｐ；ｃｏｕｔ<<ｐｘ； //出錯，沒有訪問權(quán)限上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

成員函數(shù)還可以訪問同類對象的任何成員。

例如，

將Ｐｏｉｎｔ類的成員函數(shù)ｆｌｏａｔｄｉｓｔａｎｃｅ()改寫，求當(dāng)前點與另一個點ｑ的距離，ｑ點的數(shù)據(jù)成員可以被訪問。代碼如下://實現(xiàn)當(dāng)前點與另一個點ｑ的向量坐標(biāo)值ｆｌｏａｔＰｏｉｎｔ∷ｄｉｓｔａｎｃｅ(Ｐｏｉｎｔ＆ｑ){ｒｅｔｕｒｎｓｑｒｔ((ｘ－ｑｘ)?(ｘ－ｑｘ)＋(ｙ－ｑｙ)?(ｙ－ｑｙ))；}上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

利用Ｐｏｉｎｔ類的定義，可以實現(xiàn)示例中所列的功能。將實現(xiàn)代碼可以寫在另一個ｃｐｐ文件中，

命名為Ｐｏｉｎｔ＿ｍａｉｎｃｐｐ，

其代碼如下:上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

１０.１.４

對象的內(nèi)存分配與ｔｈｉｓ指針一個對象包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。假如定義了三個Ｐｏｉｎｔ對象ｐ１、ｐ２、ｐ３，分別代表二維點

(１，１)、(３，４)、(－１，１)。這三個不同對象的成員數(shù)據(jù)是不同的，但所有該類對象中的成員函數(shù)的代碼是完全相同的。Ｃ＋＋采用了一種優(yōu)化的手段，不管創(chuàng)建了多少該類的對象，都只為數(shù)據(jù)成員分配空間，成員函數(shù)在內(nèi)存中只有一個副本，且所有對象共享這個副本。三個對象的內(nèi)存分配示意如圖１０－１所示。如圖１０－１所示，對象的數(shù)據(jù)成員與成員函數(shù)是分開存儲的。那么，當(dāng)執(zhí)行成員函數(shù)時，如何知道該引用哪個對象的成員數(shù)據(jù)呢?上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

例如，Ｐｏｉｎｔ類成員函數(shù)ｃｒｅａｔｅ的定義如下:ｖｏｉｄｃｒｅａｔｅ(ｆｌｏａｔａ，ｆｌｏａｔｂ){ｘ＝ａ；ｙ＝ｂ；}上一頁下一頁返回１０.１定義類與對象

系統(tǒng)如何知道ｘ、ｙ是哪個對象的ｘ、ｙ呢?實際上，Ｃ＋＋為每個成員函數(shù)都設(shè)置一個隱藏的ｔｈｉｓ指針，對成員函數(shù)中數(shù)據(jù)成員的訪問是通過ｔｈｉｓ指針訪問的。例如，Ｐｏｉｎｔ類成員函數(shù)ｃｒｅａｔｅ的實際形式如下:ｖｏｉｄｃｒｅａｔｅ(Ｐｏｉｎｔ?ｔｈｉｓ，ｆｌｏａｔａ，ｆｌｏａｔｂ){ｔｈｉｓ－>ｘ＝ａ；ｔｈｉｓ－>ｙ＝ｂ；}如果執(zhí)行如下語句:ｐ１ｃｒｅａｔｅ(－１，－１)；那么編譯器將把ｐ１的內(nèi)存地址傳給形參ｔｈｉｓ，成員函數(shù)通過ｔｈｉｓ指針，訪問ｐ１的數(shù)據(jù)成員ｘ、ｙ。上一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

１０.２.１

構(gòu)造函數(shù)如果需要為某個類的對象賦初值，那么這個類的成員函數(shù)中應(yīng)該包含一個構(gòu)造函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)由系統(tǒng)定義對象時自動調(diào)用，無須用戶顯式調(diào)用。Ｃ＋＋規(guī)定，構(gòu)造函數(shù)的名字必須與類名相同。例如，Ｐｏｉｎｔ類可以定義如下構(gòu)造函數(shù)，其功能與成員函數(shù)ｃｒｅａｔｅ相同。Ｐｏｉｎｔ(ｆｌｏａｔａ，ｆｌｏａｔｂ){ｘ＝ａ；ｙ＝ｂ；} //初始化橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)當(dāng)定義一個Ｐｏｉｎｔ類的對象ｐ時，系統(tǒng)將自動調(diào)用Ｐｏｉｎｔ類的構(gòu)造函數(shù)，此時需要提供初始化參數(shù)。例如:Ｐｏｉｎｔｐ(３，４)；下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

與普通變量初始化不同的是，數(shù)據(jù)成員初始化值以實參的形式傳遞，必須有小括號。關(guān)于構(gòu)造函數(shù)的幾點說明:(１)構(gòu)造函數(shù)名必須與類名相同；

系統(tǒng)若發(fā)現(xiàn)某個對象需要賦初值，

就到類中找一個和類名同名的函數(shù)執(zhí)行。(２)構(gòu)造函數(shù)沒有返回值。

構(gòu)造函數(shù)是系統(tǒng)在對象定義時自動調(diào)用的，

不需要返回值。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

(３)每個類至少有一個構(gòu)造函數(shù)。

如果定義類時沒有定義構(gòu)造函數(shù)，

編譯器就會自動生成一個構(gòu)造函數(shù)。該構(gòu)造函數(shù)沒有參數(shù)，且函數(shù)體為空。例如，Ｐｏｉｎｔ類沒有定義構(gòu)造函數(shù)，編譯器就構(gòu)造一個構(gòu)造函數(shù):Ｐｏｉｎｔ(){}；定義類對象:Ｐｏｉｎｔｐ；系統(tǒng)則調(diào)用編譯器構(gòu)造的構(gòu)造函數(shù)。但是，如果用戶定義了構(gòu)造函數(shù)，編譯器就不會生成這樣一個構(gòu)造函數(shù)了。這就意味著，在定義對象時，一定要有與構(gòu)造函數(shù)形參表對應(yīng)的實參表。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

(４)每個類可以創(chuàng)建多個構(gòu)造函數(shù)，

系統(tǒng)根據(jù)實參表的不同而調(diào)用不同的構(gòu)造函數(shù)。不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)稱為默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，一個類通常至少有一個默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。如果一個類支持對象賦初值，也支持對象不賦初值，那么，該類可以創(chuàng)建兩個構(gòu)造函數(shù):有參構(gòu)造函數(shù)和無參構(gòu)造函數(shù)。當(dāng)然，該類還可以構(gòu)造一個指定默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù)。例如，在Ｐｏｉｎｔ類這樣設(shè)計構(gòu)造函數(shù):Ｐｏｉｎｔ(ｆｌｏａｔａ＝０，ｆｌｏａｔｂ＝０){ｘ＝ａ；ｙ＝ｂ；}上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

那么，如果在定義Ｐｏｉｎｔ類對象時不指定實參，則兩個實參的默認(rèn)值為０；如果指定實參，則實參為指定的實參值。例如，定義Ｐｏｉｎｔ類對象:Ｐｏｉｎｔｐ１(３，４)，ｐ２；坐標(biāo)點ｐ１的坐標(biāo)為(３，４)，

而坐標(biāo)點ｐ２的坐標(biāo)為(０，０)。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

(５)構(gòu)造函數(shù)可以包含一個成員初始化列表。

成員初始化列表位于函數(shù)頭和函數(shù)體之間。例如，Ｐｏｉｎｔ類包含成員初始化列表和默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù):Ｐｏｉｎｔ(ｆｌｏａｔａ＝０，ｆｌｏａｔｂ＝０):ｘ(ａ)，ｙ(ｂ){}即在函數(shù)首部末尾加一個冒號，然后列出參數(shù)的初始化列表。上面的初始化列表表示:用形參ａ的值初始化數(shù)據(jù)成員ｘ，用形參ｂ的值初始化數(shù)據(jù)成員ｙ。Ｐｏｉｎｔ類后面的大括號是空的，沒有任何執(zhí)行語句。其他類的構(gòu)造函數(shù)若需要執(zhí)行其他語句，可在函數(shù)體中實現(xiàn)。采用參數(shù)初始化列表可以減少函數(shù)體的長度，使構(gòu)造函數(shù)簡練，也可以提高構(gòu)造函數(shù)的效率，使數(shù)據(jù)成員在構(gòu)造的同時完成初值的設(shè)置。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

綜上所述，使用包含成員初始化列表和默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù)來重新定義Ｐｏｉｎｔ類，其頭文件Ｐｏｉｎｔｈ代碼如下:上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

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１０.２.２

復(fù)制構(gòu)造函數(shù)在定義普通變量時，除了可以用常量初始化外，還可以使用同類變量賦值。例如:ｉｎｔｂ＝ｃ；在創(chuàng)建一個對象時，也可以用一個同類的對象對其初始化。Ｃ＋＋使用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)來完成。復(fù)制構(gòu)造函數(shù)以一個同類的常量應(yīng)用作為形參。它的原型如下:類名(ｃｏｎｓｔ類名＆)；Ｐｏｉｎｔ類的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)如下:Ｐｏｉｎｔ(ｃｏｎｓｔＰｏｉｎｔ＆ｐ):ｘ(ｐｘ)，ｙ(ｐｙ){}//復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，使用了參數(shù)初始化列表上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

其中，ｐ為常量對象。常量對象只能初始化，不能賦值。有了復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，在定義對象時，可以如下使用:Ｐｏｉｎｔｐ３＝ｐ；這時，系統(tǒng)會自動調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，將ｐ的數(shù)據(jù)成員值賦值給ｐ３的數(shù)據(jù)成員。每個類都有一個復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。如果用戶定義類時，沒有定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，編譯器就會自動生成一個。

該函數(shù)將形參對象的數(shù)據(jù)成員值相應(yīng)地賦值給正在創(chuàng)建的對象的數(shù)據(jù)成員。這種自動構(gòu)造的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)稱為默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。一般情況下，默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)足以滿足復(fù)制對象的要求。當(dāng)默認(rèn)的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)不能滿足用戶要求時，

那需要用戶設(shè)計自己的復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

１０.２.３

析構(gòu)函數(shù)有些類對象在消亡前，需要執(zhí)行一些清理工作，如釋放內(nèi)存等。但是，并不是所有的類對象在消亡前都需要清理。例如，當(dāng)Ｐｏｉｎｔ類對象ｐ在消亡時，不需要做清理工作，其數(shù)據(jù)成員ｘ與ｙ隨著對象ｐ的消亡而自動消亡。完成類對象清理工作的函數(shù)需要在類定義時構(gòu)造，這種函數(shù)稱為析構(gòu)函數(shù)。與構(gòu)造函數(shù)一樣，析構(gòu)函數(shù)也不是由用戶調(diào)用的，而是系統(tǒng)，在對象生命周期結(jié)束時自動調(diào)用的。每個類都有一個析構(gòu)函數(shù)。如果用戶沒有定義析構(gòu)函數(shù)，編譯器就會自動生成一個默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)。該函數(shù)的函數(shù)體為空。析構(gòu)函數(shù)的名字是類名前面加一個“~”符號。例如，Ｐｏｉｎｔ類的析構(gòu)函數(shù)由編譯器自動生成，

其形式如下:~Ｐｏｉｎｔ(){}上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

析構(gòu)函數(shù)不返回任何值，沒有函數(shù)類型，也沒有函數(shù)參數(shù)。一個類可以有多個構(gòu)造函數(shù)，但只能有一個析構(gòu)函數(shù)。在下面的例１０－２中，需要編寫析構(gòu)函數(shù)。該示例的構(gòu)造函數(shù)使用運算符ｎｅｗ來申請內(nèi)存空間，那么該示例就需要編寫析構(gòu)函數(shù)，使用運算符ｄｅｌｅｔｅ來完成釋放內(nèi)存的清理工作，否則會造成內(nèi)存泄漏。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

【例１０－２】用ｃｌａｓｓ定義一個存儲大整數(shù)的數(shù)據(jù)類型ＢｉｇＩｎｔ。【分析】用某種程序設(shè)計語言進行編程時，可能需要處理非常大或者運算精度要求非常高的整數(shù)(稱為大整數(shù))，這種大整數(shù)用該語言的基本數(shù)據(jù)類型無法直接表示。處理大整數(shù)的一般方法是用數(shù)組存儲大整數(shù)(即定義一個比較大的整型數(shù)組)，數(shù)組元素代表大整數(shù)的一位，通過數(shù)組元素的運算來模擬大整數(shù)的運算。令Ａ＝ａ１ａ２ａｎ表示大整數(shù)，

ｎ表示大整數(shù)的位數(shù)。

面向?qū)ο缶幊痰乃枷胧菢?gòu)造類與對象。

將大整數(shù)看作對象，

抽象大整數(shù)的所有特征后定義一種大整數(shù)類型，

并將其命名為ＢｉｇＩｎｔ類型。該數(shù)組有兩個數(shù)據(jù)成員:一個是整型數(shù)組ｄａｔａ，表示大整數(shù)的各位數(shù)字；另一個是整型變量ｌｅｎｇｔｈ，表示大整數(shù)的長度。為了便于執(zhí)行大整數(shù)的算術(shù)運算，可將大整數(shù)的低位存儲到數(shù)組的低下標(biāo)處，

大整數(shù)的高位存儲到數(shù)組的高下標(biāo)處。

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例如，大整數(shù)１２３４５６７８９９９９９，存儲到數(shù)組ｄａｔａ為上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

為了靈活應(yīng)用存儲空間，本例采用動態(tài)內(nèi)存分配。ＢｉｇＩｎｔ類的成員函數(shù)及其功能如下:(１)構(gòu)造函數(shù)ＢｉｇＩｎｔ():無參，

構(gòu)造一個空的大整數(shù)。(２)構(gòu)造函數(shù)ＢｉｇＩｎｔ(ｓｔｒｉｎｇｓｔｒ):有參，

由一個只包含數(shù)字的字符串構(gòu)造一個大整數(shù)，其長度為字符串ｓｔｒ的長度。該函數(shù)將大整數(shù)存儲到一塊數(shù)組空間中，存儲空間采用運算符ｎｅｗ動態(tài)申請。(３)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)ＢｉｇＩｎｔ(ｃｏｎｓｔＢｉｇＩｎｔ＆ｂ):有參，

重新申請內(nèi)存空間并將ｂ中數(shù)復(fù)制到當(dāng)前對象。(４)析構(gòu)函數(shù)~ＢｉｇＩｎｔ():無參，

使用運算符ｄｅｌｅｔｅ釋放存儲空間。(５)成員函數(shù)ｉｎｔｌｅｎｇｔｈ():無參，

返回大整數(shù)的長度。(６)成員函數(shù)ｖｏｉｄｐｒｉｎｔ():無參，

從高位到低位輸出大整數(shù)。上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

ＢｉｇＩｎｔ頭文件的代碼如下:上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

ＢｉｇＩｎｔ類的實現(xiàn)代碼如下:上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

有了ＢｉｇＩｎｔ類的定義，就可以定義ＢｉｇＩｎｔ類對象測試類的使用狀況。測試代碼可以寫在另一個ｃｐｐ文件中，

可將其命名為ＢｉｇＩｎｔ＿ｍａｉｎｃｐｐ。

其代碼如下:上一頁下一頁返回１０.２對象的構(gòu)造與析構(gòu)

【練習(xí)】創(chuàng)建一個三維空間點的類Ｐｏｉｎｔ３Ｄ，數(shù)據(jù)成員為三個維度的坐標(biāo)值，成員函數(shù)包括構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、輸出函數(shù)以及計算當(dāng)前點與另一點的距離等。創(chuàng)建一個工程，其中包含頭文件Ｐｏｉｎｔ３Ｄｈ、

實現(xiàn)文件Ｐｏｉｎｔ３Ｄｃｐｐ，

以及測試主文件Ｐｏｉｎｔ３Ｄ＿ｍａｉｎｃｐｐ。上一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

１０.３.１

常數(shù)據(jù)成員類的數(shù)據(jù)成員可以定義為常量。常數(shù)據(jù)成員表示它在某個對象生存期內(nèi)是常量，即在對象生成時賦予常量值，

在對象生存期內(nèi)，

它的值是不能改變的。

例如，

Ｐｏｉｎｔ類對象ｐ１(３，４)除了在構(gòu)造函數(shù)中初始化外，在整個生存期內(nèi)是不變的，那么Ｐｏｉｎｔ類中的橫坐標(biāo)ｘ和縱坐標(biāo)ｙ可被定義為常數(shù)據(jù)成員。如下所示:ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔｘ； //成員數(shù)據(jù)，表示橫坐標(biāo)ｃｏｎｓｔｆｌｏａｔｙ； //成員數(shù)據(jù)，表示縱坐標(biāo)常量只能初始化，不能賦值。因此，常數(shù)據(jù)成員只能在類中通過參數(shù)初始化列表完成。例如:ｐｏｉｎｔ(ｆｌｏａｔａ＝０，ｆｌｏａｔｂ＝０):ｘ(ａ)，ｙ(ｂ){}下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

不能寫成如下:ｐｏｉｎｔ(ｆｌｏａｔａ＝０，ｆｌｏａｔｂ＝０){ｘ＝ａ；ｙ＝ｂ；}如果有成員函數(shù)試圖改變常數(shù)據(jù)成員的值，則編譯器報錯。如果在Ｐｏｉｎｔ類中定義二維點平移函數(shù)，試圖改變數(shù)據(jù)成員的值，則編譯系統(tǒng)報錯。平移函數(shù)代碼如下:ｖｏｉｄｐｍｏｖｅ(ｆｌｏａｔａ，ｆｌｏａｔｂ){ｘ＋＝ａ； //當(dāng)前坐標(biāo)點平移ｙ＋＝ｂ；}上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

１０.３.２

常成員函數(shù)類的成員函數(shù)也可以定義為常成員函數(shù)。常成員函數(shù)只能引用本類的數(shù)據(jù)成員，而不能改變它們，即成員函數(shù)是安全的，不會改變數(shù)據(jù)成員的值。例如，Ｐｏｉｎｔ類成員函數(shù)ｐｒｉｎｔ、ｄｉｓｔａｎｃｅ都不會改變數(shù)據(jù)成員的值，因此可以將其都定義為常成員函數(shù)。聲明常成員函數(shù)的一般格式:類型名函數(shù)名(參數(shù)表)ｃｏｎｓｔ常成員函數(shù)的聲明需要在成員函數(shù)聲明后面加一個保留字ｃｏｎｓｔ。下面的代碼將Ｐｏｉｎｔ類成員函數(shù)ｐｒｉｎｔ、ｄｉｓｔａｎｃｅ聲明為常成員函數(shù):ｆｌｏａｔｄｉｓｔａｎｃｅ()ｃｏｎｓｔ； //計算坐標(biāo)(ｘ，ｙ)與原點(０，０)的距離ｖｏｉｄｐｒｉｎｔ()ｃｏｎｓｔ； //輸出坐標(biāo)(ｘ，ｙ)上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

常成員函數(shù)的定義也需要加入ｃｏｎｓｔ。常成員函數(shù)ｐｒｉｎｔ、ｄｉｓｔａｎｃｅ的定義形式如下://計算坐標(biāo)(ｘ，ｙ)與原點(０，０)的距離ｆｌｏａｔｐｏｉｎｔ∷ｄｉｓｔａｎｃｅ()ｃｏｎｓｔ{ｒｅｔｕｒｎｓｑｒｔ(ｘ?ｘ＋ｙ?ｙ)；}//輸出坐標(biāo)(ｘ，ｙ)ｖｏｉｄｐｏｉｎｔ∷ｐｒｉｎｔ()ｃｏｎｓｔ{ｃｏｕｔ<<'('<<ｘ<<'，'<<ｙ<<')'<<ｅｎｄｌ；}上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

任何不修改數(shù)據(jù)成員的函數(shù)，都應(yīng)該將其聲明為ｃｏｎｓｔ類型，以提高程序的健壯性。如果常成員函數(shù)不慎修改了數(shù)據(jù)成員，編譯器將報錯，提醒用戶更改了受保護的數(shù)據(jù)。上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

１０.３.３

常對象使用常對象，可以保護其數(shù)據(jù)成員不被修改。例如，在例１０－１中，定義一個點為原點，使其值不被改變，可將其定義為常對象。定義常對象的方法是在對象前面加關(guān)鍵字ｃｏｎｓｔ。例如:ｃｏｎｓｔＰｏｉｎｔｐ０(０，０)；或者Ｐｏｉｎｔｃｏｎｓｔｐ０(０，０)；常對象只能初始化，不能賦值，而且必須初始化，否則無法指定常量的值。如果程序中有試圖改變ｐ０的語句，編譯器將報錯。上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

１０.３.４

對象的常引用在函數(shù)調(diào)用時，如果形參為對象的引用，那么可以把引用聲明為ｃｏｎｓｔ，即常引用。常引用能保證數(shù)據(jù)安全，使傳遞的參數(shù)對象在函數(shù)調(diào)用期間不被隨意修改。例如，在例１０－２中，可以為ＢｉｇＩｎｔ類增加一個成員函數(shù)，實現(xiàn)兩個大整數(shù)的相加。代碼如下:ｖｏｉｄａｄｄ(ｃｏｎｓｔＢｉｇＩｎｔ＆ａ，ｃｏｎｓｔＢｉｇＩｎｔ＆ｂ)； //兩個大整數(shù)相加，結(jié)果存儲到當(dāng)前對象其中，形參ａ和ｂ稱為常引用。如果在函數(shù)調(diào)用時，ａ與ｂ的數(shù)據(jù)被更改，編譯器將報錯。在面向?qū)ο缶幊淘O(shè)計中，使用常引用作為函數(shù)形參，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)形參與實參引用同一塊內(nèi)存空間，節(jié)省存儲空間，而且能夠使數(shù)據(jù)不能被隨意修改，從而保證數(shù)據(jù)安全。上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

ＢｉｇＩｎｔ類的ａｄｄ成員函數(shù)可如下定義:上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

上一頁下一頁返回１０.３ｃｏｎｓｔ與數(shù)據(jù)保護

【練習(xí)】創(chuàng)建一個日期類Ｄａｔｅ，數(shù)據(jù)成員有:ｍｏｎｔｈ、ｄａｙ和ｙｅａｒ(都是ｉｎｔ類型)。成員函數(shù)有:(１)構(gòu)造函數(shù):構(gòu)造包含參數(shù)列表和默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù)。(２)析構(gòu)函數(shù):可以編寫空的析構(gòu)函數(shù)，

也可以由系統(tǒng)自動生成。(３)成員函數(shù)ｉｎｔｄａｙ＿ｏｆ＿ｙｅａｒ():返回當(dāng)前日期是１年中的第幾天?(注意閏年問題)(４)成員函數(shù)ｉｎｔｃｏｍｐａｒｅ＿ｄａｔｅｓ(Ｄａｔｅｄ):如果當(dāng)前日期在日期ｄ之前，

就返回－１；

如果當(dāng)前日期在日期ｄ之后，就返回１；如果當(dāng)前日期與日期ｄ相等，就返回０。思考:在此類中，哪些成員可設(shè)為常量?上一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

１０.４.１

靜態(tài)數(shù)據(jù)成員將一些數(shù)據(jù)成員設(shè)置為靜態(tài)成員的格式如下:ｓｔａｔｉｃ類型數(shù)據(jù)成員名例如，將例１０－３的存款賬戶類Ａｃｃｏｕｎｔ屬性ａｃｃｏｕｎｔＮｕｍ和ｒａｔｅ設(shè)置為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員:ｓｔａｔｉｃｉｎｔａｃｃｏｕｎｔＮｕｍ；ｓｔａｔｉｃｄｏｕｂｌｅｒａｔｅ；由于一個類的所有對象共享靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，所以不能用構(gòu)造函數(shù)為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化，只能在類外專門對其初始化，一般在實現(xiàn)文件中進行初始化。格式如下:數(shù)據(jù)類型類名∷靜態(tài)數(shù)據(jù)成員名＝初值；下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

例１０－３的Ａｃｃｏｕｎｔ類屬性ａｃｃｏｕｎｔＮｕｍ和ｒａｔｅ初始化如下:ｉｎｔＡｃｃｏｕｎｔ∷ａｃｃｏｕｎｔＮｕｍ＝０；ｄｏｕｂｌｅＡｃｃｏｕｎｔ∷ｒａｔｅ＝００３；如果程序未對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員賦初值，則編譯系統(tǒng)自動用０為它賦初值。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在對象外單獨開辟內(nèi)存空間，只要在類中定義了靜態(tài)成員，即使不定義對象，系統(tǒng)也為靜態(tài)成員分配內(nèi)存空間，可以被引用。在程序開始時，系統(tǒng)為靜態(tài)成員分配內(nèi)存空間，直到程序結(jié)束，該內(nèi)存空間才釋放。

靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的作用域是它的類作用域(如果在一個函數(shù)內(nèi)定義類，它的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員作用域就是這個函數(shù))，在此范圍內(nèi)可以用“類名∷靜態(tài)成員名”的形式訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

１０.４.２

靜態(tài)成員函數(shù)Ｃ＋＋提供靜態(tài)成員函數(shù)，可用于訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。靜態(tài)成員函數(shù)不屬于某個對象而屬于類，沒有ｔｈｉｓ指針。類中的非靜態(tài)成員函數(shù)可以訪問類中的所有數(shù)據(jù)成員；而靜態(tài)成員函數(shù)可以直接訪問類的靜態(tài)成員，不能直接訪問非靜態(tài)成員。靜態(tài)成員函數(shù)聲明只需要在類定義的原型前加上保留字ｓｔａｔｉｃ，靜態(tài)函數(shù)定義既可以寫在類定義中，也可以寫在類定義外。在類外定義時，無須加ｓｔａｔｉｃ。靜態(tài)成員函數(shù)可以通過類名來調(diào)用。格式如下:類名∷成員函數(shù)(實參表)上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

定義靜態(tài)成員函數(shù)的主要目的是訪問靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，

可以在所有對象創(chuàng)建之前對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化。例如，在例１０－３中，Ａｃｃｏｕｎｔ類靜態(tài)屬性ｒａｔｅ的初始化可以通過編寫靜態(tài)成員函數(shù)來完成，并在所有對象創(chuàng)建之前調(diào)用。代碼如下:ｓｔａｔｉｃｖｏｉｄｓｅｔＲａｔｅ(ｄｏｕｂｌｅｎｅｗＲａｔｅ){ｒａｔｅ＝ｎｅｗＲａｔｅ；}上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

例１０－３的Ａｃｃｏｕｎｔ類完整定義在頭文件Ａｃｃｏｕｎｔｈ中。代碼如下:上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

編寫Ａｃｃｏｕｎｔ類的測試代碼如下:上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

【練習(xí)】(１)為例１０－１的二維空間點類Ｐｏｉｎｔ增加一個靜態(tài)數(shù)據(jù)成員ｃｏｕｎｔ，

用于記錄點的個數(shù)，并編寫靜態(tài)成員函數(shù)，以顯示點的個數(shù)。(２)在貨運系統(tǒng)中，

必須保存每件貨物的信息，

如貨物名稱、

貨物種類、

貨物質(zhì)量等。但從全局看，還需要知道貨物的總質(zhì)量。設(shè)計一個類，實現(xiàn)上述功能。上一頁下一頁返回１０.４類的靜態(tài)成員與數(shù)據(jù)共享

１０.４.３

靜態(tài)常量成員如果需要類的靜態(tài)成員不允許改變(即需要共享一個常量)，則可以將其定義為靜態(tài)常量成員，方法是使用關(guān)鍵詞ｓｔａｔｉｃｃｏｎｓｔ。例如，希望Ａｃｃｏｕｎｔ類中利率不變，則可定義為靜態(tài)常量數(shù)據(jù)成員。定義如下:ｓｔａｔｉｃｃｏｎｓｔｄｏｕｂｌｅｒａｔｅ＝００３； //靜態(tài)常量成員靜態(tài)常量成員必須在定義時初始化，但靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化是在類外初始化的。二者有所不同。上一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

１０.５.１

聲明類的對象成員如果要在類Ａ中聲明Ｂ類對象為Ａ的對象成員，就需要在類Ａ定義的預(yù)處理部分包含類Ｂ的頭文件。例１０－４定義Ｔｒｉａｎｇｌｅ類時需要聲明三個Ｐｏｉｎｔ類對象，那么預(yù)處理部分需要包含Ｐｏｉｎｔ類的頭文件，即＃ｉｎｃｌｕｄｅ"Ｐｏｉｎｔｈ"Ｔｒｉａｎｇｌｅ類的頭文件代碼如下:下一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

上一頁下一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

上述Ｔｒｉａｎｇｌｅ類的頭文件在聲明類的對象成員ｐ１、ｐ２、ｐ３時，沒有對其進行初始化。其原因是Ｐｏｉｎｔ類包含了無參的構(gòu)造函數(shù)或指定默認(rèn)值的構(gòu)造函數(shù)，否則，編譯器將報錯。在構(gòu)造函數(shù)中，初始化對象成員與初始化普通變量不同。例１０－４的Ｔｒｉａｎｇｌｅ類對象成員ｐ１、ｐ２、ｐ３不能像普通變量那樣賦值，必須在構(gòu)造函數(shù)中實現(xiàn)對象初始化。Ｔｒｉａｎｇｌｅ類有兩個構(gòu)造函數(shù)，一個構(gòu)造函數(shù)采用初始化列表來初始化對象成員:Ｔｒｉａｎｇｌｅ(Ｐｏｉｎｔａ，Ｐｏｉｎｔｂ，Ｐｏｉｎｔｃ):ｐ１(ａ)，ｐ２(ｂ)，ｐ３(ｃ){}上一頁下一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

另一個構(gòu)造函數(shù)采用顯式調(diào)用構(gòu)造函數(shù)來初始化對象成員://構(gòu)造函數(shù)Ｔｒｉａｎｇｌｅ∷Ｔｒｉａｎｇｌｅ(ｆｌｏａｔｘ１，ｆｌｏａｔｙ１，ｆｌｏａｔｘ２，ｆｌｏａｔｙ２，ｆｌｏａｔｘ３，ｆｌｏａｔｙ３){//顯式調(diào)用Ｐｏｉｎｔ類構(gòu)造函數(shù)ｐ１＝Ｐｏｉｎｔ(ｘ１，ｙ１)；ｐ２＝Ｐｏｉｎｔ(ｘ２，ｙ２)；ｐ３＝Ｐｏｉｎｔ(ｘ３，ｙ３)；}上一頁下一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

１０.５.２

在成員函數(shù)中使用類的對象成員通常，類的對象成員被聲明為類的私有成員，從而使私有的類對象成員在類外被限制使用，

但在類的成員函數(shù)中可以自由使用。

例１０－４的成員函數(shù)“ｖｏｉｄｔｒｉＬｅｎ(ｆｌｏａｔ＆，ｆｌｏａｔ＆，ｆｌｏａｔ＆)”

用于計算三角形的三條邊的長度，

并且需要將三條邊的長度返回。

采用參數(shù)的引用傳遞就可以實現(xiàn)上述功能。

Ｐｏｉｎｔ類的公有成員函數(shù)“ｆｌｏａｔｄｉｓｔａｎｃｅ(Ｐｏｉｎｔ＆)ｃｏｎｓｔ”

可以求得當(dāng)前Ｐｏｉｎｔ對象與另一個Ｐｏｉｎｔ對象的距離，通過調(diào)用此函數(shù)，可以求得三角形的三條邊的長度。上一頁下一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

程序的代碼如下://計算三條邊的邊長ｖｏｉｄＴｒｉａｎｇｌｅ∷ｔｒｉＬｅｎ(ｆｌｏａｔ＆ｓ１，ｆｌｏａｔ＆ｓ２，ｆｌｏａｔ＆ｓ３){ｓ１＝ｐ１ｄｉｓｔａｎｃｅ(ｐ２)；ｓ２＝ｐ２ｄｉｓｔａｎｃｅ(ｐ３)；ｓ３＝ｐ３ｄｉｓｔａｎｃｅ(ｐ１)；}上一頁下一頁返回１０.５類的對象成員———類的組合

例１０－４中求周長和求面積的成員函數(shù)的程序代碼如下:上一頁返回１０.６友元

１０.６.１

友元函數(shù)友元關(guān)系是被授予的而不能索取。如果函數(shù)ｆ要成為類Ａ的友元，那么，類Ａ必須顯式聲明函數(shù)ｆ是它的友元，而不是函數(shù)ｆ自稱為類Ａ的友元。要將函數(shù)ｆ聲明為類Ａ的友元，需要在類聲明中由關(guān)鍵字ｆｒｉｅｎｄ修飾聲明，

在ｆ的函數(shù)體中能夠通過類Ａ的對象名訪問ｐｒｉ-ｖａｔｅ和ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ成員。例如，在例１０－２的ＢｉｇＩｎｔ類的定義中，可將兩個大整數(shù)相加的成員函數(shù)改變?yōu)橛言瘮?shù)，在類中如下聲明://兩個大整數(shù)相加，其結(jié)果存儲到第三個大整數(shù)ｆｒｉｅｎｄｖｏｉｄａｄｄ(ｃｏｎｓｔＢｉｇＩｎｔ＆，ｃｏｎｓｔＢｉｇＩｎｔ＆，ＢｉｇＩｎｔ＆)；友元函數(shù)的聲明可以放在類的ｐｕｂｌｉｃ部分，也可以放在類的ｐｒｉｖａｔｅ部分。但是，將所有友元的聲明放在最前或最后的位置是一種較好的程序設(shè)計風(fēng)格。下一頁返回１０.６友元

友元函數(shù)是一個全局函數(shù)，它的定義可以寫在類定義的外面，像普通的全局函數(shù)的定義那樣，也可以寫在類定義的里面。友元函數(shù)ａｄｄ可如下定義:上一頁下一頁返回１０.６友元

上一頁下一頁返回１０.６友元

上一頁下一頁返回１０.６友元

【練習(xí)】在類Ｐｏｉｎｔ３Ｄ中，聲明一個友元函數(shù)，用于計算三維空間中兩點間的距離。上一頁下一頁返回１０.６友元

１０.６.２

友元類如果聲明類Ｂ為另一個類Ａ的友元，則類Ｂ的所有成員都能訪問類Ａ的私有成員。在類Ａ的定義中加入下述語句，即可聲明。ｆｒｉｅｎｄｃｌａｓｓＢ；如果只是將類Ｂ的成員函數(shù)ｉｎｔｆｕｎ(ｄｏｕｂｌｅ)聲明為友元，

則可在類Ａ的定義中加入下述語句:ｆｒｉｅｎｄｉｎｔＢ∷ｆｕｎ(ｄｏｕｂｌｅ)；友元關(guān)系是單向的，如果聲明Ｂ類是Ａ類的友元，則Ｂ類的成員函數(shù)就可以訪問Ａ類的私有數(shù)據(jù)和保護數(shù)據(jù)，但Ａ類的成員函數(shù)卻不能訪問Ｂ類的私有數(shù)據(jù)和保護數(shù)據(jù)。友元不能傳遞，即使Ａ類是Ｂ類的友元，Ｂ類是Ｃ類的友元，也不意味著Ａ類是Ｃ類的友元。上一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

實訓(xùn)１

分?jǐn)?shù)類假定表示分?jǐn)?shù)的Ｆｒａｃｔｉｏｎ類包含兩個成員———ｎｕｍｅｒａｔｏｒ和ｄｅｎｏｍｉｎａｔｏｒ(都是ｉｎｔ類型)，分別表示分子和分母。編寫相關(guān)成員函數(shù)，完成下列分?jǐn)?shù)運算:(１)將分?jǐn)?shù)化為最簡形式。(２)將分?jǐn)?shù)ｆ１和ｆ２相加。(３)從分?jǐn)?shù)ｆ１中減去ｆ２。(４)將分?jǐn)?shù)ｆ１和ｆ２相乘。(５)將分?jǐn)?shù)ｆ１除以分?jǐn)?shù)ｆ２。執(zhí)行(２)~(５)運算后，

函數(shù)返回的形式必須為最簡形式。下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

１實訓(xùn)分析根據(jù)題目要求，類名為Ｆｒａｃｔｉｏｎ，數(shù)據(jù)成員為ｎｕｍｅｒａｔｏｒ和ｄｅｎｏｍｉｎａｔｏｒ。成員函數(shù)中除了題目要求的運算外，還需要構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)。題目要求的運算中，“把分?jǐn)?shù)化為最簡形式”為最基本運算，可輔助完成其他運算。成員函數(shù)如下:(１)構(gòu)造函數(shù)Ｆｒａｃｔｉｏｎ(ｉｎｔｎｕｍ＝０，ｉｎｔｄｅｎｏ＝１):ｎｕｍｅｒａｔｏｒ(ｎｕｍ)，ｄｅｎｏｍｉｎａｔｏｒ(ｄｅｎｏ):分?jǐn)?shù)初始化。(２)析構(gòu)函數(shù)~Ｆｒａｃｔｉｏｎ(){}:析構(gòu)函數(shù)可以為空，

由系統(tǒng)自動生成。(３)成員函數(shù)ｒｅｄｕｃｅ():把分?jǐn)?shù)化為最簡形式，

需要分子和分母除以最大公約數(shù)。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

(４)成員函數(shù)ａｄｄ(ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆，ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆):兩個分?jǐn)?shù)相加，

然后調(diào)用ｒｅｄｕｃｅ函數(shù)化簡。(５)成員函數(shù)ｓｕｂ(ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆，ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆):兩個分?jǐn)?shù)相減，

然后調(diào)用ｒｅｄｕｃｅ函數(shù)化簡。(６)成員函數(shù)ｍｕｌ(ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆，ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆):兩個分?jǐn)?shù)相乘，

然后調(diào)用ｒｅｄｕｃｅ函數(shù)化簡。(７)成員函數(shù)ｄｉｖ(ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆，ｃｏｎｓｔＦｒａｃｔｉｏｎ＆):兩個分?jǐn)?shù)相除，

然后調(diào)用ｒｅｄｕｃｅ函數(shù)化簡。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

Ｆｒａｃｔｉｏｎ類的頭文件代碼如下:上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

Ｆｒａｃｔｉｏｎ類的實現(xiàn)代碼如下:上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

２實訓(xùn)練習(xí)(１)將實訓(xùn)１表示分?jǐn)?shù)加、

減、

乘、

除的成員函數(shù)改為友元函數(shù)，

并編寫測試代碼，測試結(jié)果的正確性。(２)假定Ｃｏｍｐｌｅｘ類包含兩個成員:ｒｅａｌ和ｉｍａｇ(都是ｄｏｕｂｌｅ類型)。

編寫成員函數(shù)，完成兩個復(fù)數(shù)的相加與點乘操作，并編寫成員函數(shù)輸出復(fù)數(shù)的值。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

實訓(xùn)２

時鐘類時鐘類Ｔｉｍｅ包含三個數(shù)據(jù)成員:ｈｏｕｒｓ、ｍｉｎｕｔｅｓ、ｓｅｃｏｎｄｓ(都是ｉｎｔ類型)，分別表示小時、分鐘、秒。編寫成員函數(shù)，完成下列功能:(１)設(shè)置時間。(２)顯示當(dāng)前時間。(３)計算時間函數(shù)，

輸入午夜開始的秒數(shù)，

計算對應(yīng)的小時(０~２３)、

分鐘(０~５９)、秒(０~５９)。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

１實訓(xùn)分析根據(jù)題目要求，類名為Ｔｉｍｅ，數(shù)據(jù)成員為ｉｎｔ類型變量ｈｏｕｒｓ、ｍｉｎｕｔｅｓ和ｓｅｃｏｎｄｓ。成員函數(shù)如下:(１)構(gòu)造函數(shù)Ｔｉｍｅ(ｉｎｔｈ＝０，ｉｎｔｍ＝０，ｉｎｔｓ＝０):ｈｏｕｒｓ(ｈ)，ｍｉｎｕｔｅｓ(ｍ)，ｓｅｃｏｎｄｓ(ｓ){}:時間初始化。(２)析構(gòu)函數(shù)~Ｔｉｍｅ():析構(gòu)函數(shù)可以為空，

由系統(tǒng)自動生成。(３)成員函數(shù)ｖｏｉｄｓｅｔＴｉｍｅ(ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ):設(shè)置時間。(４)成員函數(shù)ｖｏｉｄｓｐｌｉｅＴｉｍｅ(ｉｎｔｔｏｔａｌ＿ｓｅｃｏｎｄｓ):計算時間，

ｔｏｔａｌ＿ｓｅｃｏｎｄｓ為午夜開始的秒數(shù)，

計算對應(yīng)的小時(０~２３)、

分鐘(０~５９)、

秒(０~５９)并存入當(dāng)前對象。(５)成員函數(shù)ｖｏｉｄｓｈｏｗＴｉｍｅ():顯示當(dāng)前時間。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

于每個成員函數(shù)都沒有復(fù)雜的控制結(jié)構(gòu)，因此都可以編寫為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，放入頭文件。類Ｔｉｍｅ的頭文件Ｔｉｍｅ.ｈ代碼如下:上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

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Ｔｉｍｅ類的測試代碼可編寫如下:上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

２實訓(xùn)練習(xí)定義Ｃｏｌｏｒ類，包含三個數(shù)據(jù)成員ｒｅｄ、ｇｒｅｅｎ、ｂｌｕｅ(都為ｉｎｔ類型)，默認(rèn)顏色為黑色。成員函數(shù)列表:(１)ｖｏｉｄｍａｋｅ＿ｃｏｌｏｒ(ｉｎｔｒｅｄ，ｉｎｔｇｒｅｅｎ，ｉｎｔｂｌｕｅ):指定顏色給當(dāng)前對象。

(２)ｉｎｔｇｅｔＲｅｄ():返回當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο蟮模颍澹涑蓡T的值。(３)ｉｎｔｇｅｔＧｒｅｅｎ():返回當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο蟮模纾颍澹澹畛蓡T的值。(４)ｉｎｔｇｅｔＢｌｕｅ():返回當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο蟮模猓欤酰宄蓡T的值。(５)ｂｏｏｌｅｑｕａｌ＿ｃｏｌｏｒ(ｃｏｎｓｔＣｏｌｏｒ＆ｃ):判斷當(dāng)前對象與ｃ的對應(yīng)成員是否相等。

若相等，就返回ｔｒｕｅ；否則，返回ｆａｌｓｅ。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

(６)ｖｏｉｄｂｒｉｇｈｔｅｒ():將當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο笳{(diào)整到一個更亮的顏色。

調(diào)整方法:如果當(dāng)前對象的所有成員都為０，則將當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο蟮娜齻€成員都設(shè)置為３；如果當(dāng)前對象的三個成員值為０~３，則將當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο蟮娜齻€成員都設(shè)置為３，然后除以０７；如果當(dāng)前對象的三個成員值都大于３，則將當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο蟮娜齻€成員除以０７，但如果超過了２５５，則將其置為２５５。(７)ｖｏｉｄｄａｒｋｅｒ():將當(dāng)前ｃｏｌｏｒ?qū)ο笳{(diào)整到一個更暗的顏色。

調(diào)整方式是將當(dāng)前對象的所有成員乘以０７(結(jié)果取整)。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

實訓(xùn)３

隨機數(shù)類很多應(yīng)用都用到了隨機數(shù)。例如，擲硬幣問題可以通過設(shè)計一個產(chǎn)生隨機數(shù)０和１的函數(shù)來模擬；石頭、剪子、布游戲問題可以通過設(shè)計一個產(chǎn)生隨機數(shù)為０~２整數(shù)的函數(shù)來模擬游戲結(jié)果；等等。設(shè)計并實現(xiàn)一個隨機數(shù)類，類名為Ｒａｎｄｏｍ，當(dāng)需要用到隨機數(shù)時，可以定義一個隨機對象ｒ。

如果要產(chǎn)生一個ａ到ｂ之間的隨機整數(shù)，

則可以調(diào)用ｒＲａｎｄｏｍＩｎｔ(ａ，ｂ)。

如果要產(chǎn)生一個ａ到ｂ之間的隨機浮點數(shù)，

則可以調(diào)用ｒＲａｎｄｏｍＤｏｕｂｌｅ(ａ，ｂ)。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

１實訓(xùn)分析產(chǎn)生隨機數(shù)的函數(shù)有ｒａｎｄ函數(shù)和ｓｒａｎｄ函數(shù)，其定義在Ｃ語言的頭文件ｓｔｄｌｉｂｈ中，而Ｃ＋＋語言的庫文件ｃｓｔｌｉｂ兼容了Ｃ語言的頭文件。因此，程序預(yù)處理可包含任一文件。ｒａｎｄ函數(shù)的原型:ｉｎｔｒａｎｄ(ｖｏｉｄ)；ｒａｎｄ函數(shù)用來產(chǎn)生隨機數(shù)，

返回一個在０到ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ(３２７６７)之間的隨機數(shù)(整數(shù))。ｒａｎｄ函數(shù)的內(nèi)部實現(xiàn)是用線性同余法實現(xiàn)的，是偽隨機數(shù)，由于周期較長，因此在一定范圍內(nèi)可以看成是隨機的。線性同余法是指用一個隨機種子根據(jù)遞推公式產(chǎn)生一系列的隨機數(shù)，具體公式及推導(dǎo)過程可查閱相關(guān)資料，在此不再贅述。如果沒有設(shè)置隨機數(shù)種子，則在調(diào)用ｒａｎｄ函數(shù)時，系統(tǒng)自動設(shè)計隨機數(shù)種子為１。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

如果隨機種子相同，則每次產(chǎn)生的隨機數(shù)也會相同，而ｓｒａｎｄ函數(shù)可設(shè)置隨機數(shù)種子。ｓｒａｎｄ函數(shù)的原型:ｖｏｉｄｓｒａｎｄ(ｕｓｉｇｎｅｄｉｎｔｓｅｅｄ)；ｓｒａｎｄ函數(shù)用于設(shè)置ｒａｎｄ函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)時的隨機數(shù)種子。參數(shù)ｓｅｅｄ是整數(shù)，通?？梢岳茫簦椋恚?ＮＵＬＬ)的返回值作為ｓｅｅｄ。

ｔｉｍｅ(ＮＵＬＬ)返回自紀(jì)元Ｅｐｏｃｈ(１９７０－０１－０１００:００:００ＵＴＣ)起經(jīng)過的時間，

以秒為單位。由題目可知，定義的隨機類名為Ｒａｎｄｏｍ，用于產(chǎn)生整型和浮點型隨機數(shù)。Ｒａｎｄｏｍ類可以不需要數(shù)據(jù)成員，但是每次定義對象時，隨機種子應(yīng)該不同，否則所有對象會產(chǎn)生相同的隨機數(shù)。隨機種子的設(shè)置應(yīng)該在對象生成時進行，所以在構(gòu)造函數(shù)中設(shè)置隨機種子即可。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

此外，

還需要編寫成員函數(shù)ＲａｎｄｏｍＩｎｔ(ｉｎｔａ，ｉｎｔｂ)和ＲａｎｄｏｍＤｏｕｂｌｅ(ｄｏｕｂｌｅａ，ｄｏｕｂｌｅｂ)分別產(chǎn)生ａ和ｂ之間的隨機數(shù)。ｒａｎｄ函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)ｘ的區(qū)間為[０，ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ]，

即[０，３２７６７]，

需要轉(zhuǎn)換到[ａ，ｂ]。轉(zhuǎn)換公式: ｘ?(ｂ－ａ＋１)/(ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ＋１)注意:ｘ為ｉｎｔ型，

ｂ－ａ＋１為ｉｎｔ型，

ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ＋１為ｉｎｔ型，

執(zhí)行運算后，

結(jié)果仍為整型。如果需要取得ｄｏｕｂｌｅ型，將其中任一運算對象強制轉(zhuǎn)換為ｄｏｕｂｌｅ型即可，系統(tǒng)將表達式隱式轉(zhuǎn)換為ｄｏｕｂｌｅ型。上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

由于每個成員函數(shù)都沒有復(fù)雜的控制結(jié)構(gòu)，因此可以都編寫為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。類Ｒａｎｄｏｍ的頭文件Ｒａｎｄｏｍ.ｈ代碼如下:上一頁下一頁返回１０.７實訓(xùn)與實訓(xùn)指導(dǎo)

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