C++面向对象设计之一（面向对象思想）

1.面向对象思想

看到面向对象，我们的第一反应就是类和对象，可是怎么设计类和对象呢？应该考虑三个要素：组件，属性和行为。例如，假设桔子是一个类，这个桔子都由什么组成呢？由桔子皮，果肉还有桔子核，你要吃桔子就要去掉桔子皮（这是一个行为）。再看桔子的共有特征——属性，桔子都有颜色，味道，重量等等属性。最后看行为，能对桔子做什么，榨汁，滚动，投掷，去皮吃，这就是行为。把握这三点在设计对象的时候会有比较清晰的思路。再看一个例子：飞机这个类，飞机由驾驶舱，起降系统，动力系统这些组件组成，飞机的属性是名字，型号，所属公司，航线等等，飞机的行为包括轰炸，运输货物，起飞，降落等等行为。就跟平常玩象棋的时候，棋子这一类对象，有不同的属性（兵，象，将），就有不同的行为。我对对象的理解就是，假设你在一个学生会，学生会有不同的部门（这叫组件），都有人（对象），有男有女有高有低有胖有瘦（不管有用没用，这是属性），不同部门要合作举办一个活动，有人准备物资，有人准备现场，有人准备宣传，（这是行为）这些对象一起配合完成了活动。

2.熟悉类和对象

2.1 类定义

每个类定义都以关键字class定义和类名开始。类定义是一条C++语句，因此，必须用分号结束。例如：

class SpreadsheetCell

{
public:
void setValue(double inValue);
double getValue() const;
private:
double mValue;

};

2.1.1 类的成员

类可以有许多成员。成员可以使成员函数（方法，构造函数或者析构函数），也可以是成员变量。下面两行声明了类支持的方法：

void setValue(double inValue);
double getValue() const;

下面这行声明了类的数据成员：
double mValue;

类定义了成员函数和数据成员，但是它们只应用于类的特定实例，也就是对象。这个规则的唯一例外就是静态成员（被所有对象共享）。每个对象都会包含自己的mValue变量值。成员函数的实现被所有对象共享，类可以包含任意数量的成员函数和数据成员。

2.1.2 访问控制

类中的每个方法和成员都可以使用三种访问说明符之一来说明：public、protected、private。访问说明符讲应用于其后声明的所有成员，直到遇到另外一个访问说明符。值得注意的是：类的默认访问说明符是private，而struct的默认访问说明符是public。三种访问说明符的具体含义如下所示：



2.2 方法的定义

前面定义了SpreadsheetCell.h，头文件里定义了方法，这就好比是你告诉别人一个机器可以提供加工小麦的服务，但是怎么加工呢？这就需要在方法里面定义。上述类的方法定义如下：

#include"SpreadsheetCell.h"

void SpreadsheetCell::setValue(double invalue)

{
mValue=inValue;

}

double SpreadsheetCell::getValue() const

{
return mValue;

}

::称为作用域解析运算符，在这个环境中，这个语法告诉编译器，要定义的setValue()方法是SpreadsheetCell类的一部分，这个在包含了多个头文件时作用就体现出来了。

2.2.1 访问数据成员

类的非静态方法总是在类的特定对象上执行。在类的方法体中，可以访问对象所属类中的所有数据成员。

无论哪个对象调用这个方法，执行的都是：mValue=inValue。

2.2.2 调用其他方法

当你需要存储不同类型的数据时，你可以不用改变接口，而只需要调用一些方法来实现，对客户来说他看到的界面还是原来的界面只不过功能变多了。

例如，扩展的SpreadsheetCell类：

#ifndef SpreadsheetCell.h

#define SPreadsheetCell.h

class SpreadsheetCell

{
public:
void setValue(double inValue);
double getValue() const;

void setString(const std::string& inString);
const std::string& getString() const;
private:
double mValue;
std::string doubleToString(double inValue) const;
double stringToDouble(const std::string& inString) const;
std::string mString;

};

#endif

这个类的私有访问说明符下面添加了double转换为string和string转换为double的操作，为getvalue和getString服务。

这些方法的具体实现如下：

#include"SpreadsheetCell.h"

#include<iostream>

#include<sstream>

using namespace std;

void SpreadsheetCell::setValue(double inValue)

{
mValue=inValue;
mString = doubleToString(double inValue);

}

double SpreadsheetCell::getValue() const

{
return mValue;

}

void SpreadsheetCell::setString(const string& inString)

{
mString=inString;
mValue=stringToDouble(mstring);

}

const string& SpreadsheetCell::getString() const

{
return mString;

}

string SpreadsheetCell::doubleToString(double inValue) const

{
ostringstream ostr;
ostr<<inValue;
return ostr.str();

}

double SpreadsheetCell::stringToDouble(const string& inString) const

{
double temp;
istringstream istr(inString);
istr>>temp;
if(istr.fail()||!istr.eof())
{
return 0;
}
return temp;

}

2.2.3 this指针

每个普通的方法调用都会传递一个指向对象的指针，这就是称为隐藏的参数this。使用这个指针可以访问数据成员或者调用方法，也可以将其传递给其他方法或者函数。有时还用它来消除名称的歧义。例如，可以使用value而不是mValue作为SpreadsheetCell类的数据成员，用value而不是inValue作为
setValue()方法的参数。

2.2.4 使用对象

创建对象就跟创建int类型的变量一样，只不过你创建的是SpreadsheetCell类型的变量，你会写：

int myNumber；

然后使用myNumber做乘除运算，

你就会写：

SpreadsheetCell mySpreadsheetCell；

然后使用mySpreadsheetCell，只不过使用的时候可能要使用.运算符来使用一些方法。指针的定义也是类似，类定义完使用它而且你又重载了运算符之后，就跟普通的int没什么区别，只不过操作比较多。

对堆或者栈不熟悉可以看（堆和栈的区别）

具体来说：

（1）使用堆栈中的对象

SpreadsheetCell myCell,anotherCell;
myCell.setValue(6);
anotherCell.setString("3.14");
cout<<"Cell 1: "<<myCell.getValue()<<endl;
cout<<"Cell 2: "<<anotherCell.getValue()<<endl;

（2）使用堆中的对象

SpreadsheetCell* myCellp=new SpreadsheetCell();
myCellp->setValue(3.7);
cout<<"Cell 1: "<<myCellp->getValue()<<" "<<myCellp->getString()<<endl;
delete myCellp;
myCellp=nullptr;

为了避免忘记释放内存这些操作，可以使用智能指针：

auto myCellp=make_unique<SpreadsheetCell>();
myCellp->setValue(3.7);
cout<<"Cell 1: "<<myCellp->getValue()<<" "<<myCellp->getString()<<endl;