类和对象

• 面向对象
• 类之间的关系：继承 / 组合
• 类的表示
• 类的封装
• 类成员的作用域

面向对象

日常生活中，我们习惯对事物进行分类，那么怎么把分类的思想引入程序设计呢？
于是C++引入面向对象的编程：类和对象



注意以下问题：

• （1）类一定存在实际的对象吗？
  不一定，eg：恐龙有很多分类，人的老祖宗对猿人分类：智人、直立人等，这些在现实生活中已经找不到活体对象，因此不一定是实际的对象。

• （2）类对应的对象数目是确定的吗？
  不确定的，也可能确定的
  eg：不确定：东北虎的存有量，没法去统计
  确定的：从历史上来看，皇帝这一类始终都只有一个。

• （3）类都来源于生活吗
  不一定，类也可来源于经验和思想

• （4）类之间都是独立的吗？类之间存在关系吗？
  类不是独立的，类之间是相互关联的
  eg：电脑，CPU类和外设各种类，不同匹配类型组成不同配置的电脑对象。

• （5）对象实体一定只能属于一个类吗？
  不一定，根据不同分类可能会属于不同的类。但是一定能找到对应的一个类模型是存在的。
  eg：人分为男人女人，但是根据年龄分又可分为：成年人，未成年人

• （6）对象实体可能完全相同吗？
  不可能，正如世界上没有两片相同的树叶

类之间的关系：继承 / 组合

类的表示

类的封装

#include <stdio.h>

struct Biology
{
bool living;
};

struct Animal : Biology
{
bool movable;

void findFood()
{
}
};

struct Plant : Biology
{
bool growable;
};

struct Beast : Animal
{
void sleep()
{
}
};

struct Human : Animal
{
void sleep()
{
printf("I'm sleeping...\n");
}

void work()
{
printf("I'm working...\n");
}
};

struct Girl : Human//定义了一个Girl类
{
private: //私有访问
int age;//成员变量属性：age
int weight;//成员变量属性：weight
public:	//公共访问
void print()
{
age = 22;
weight = 48;

printf("I'm a girl, I'm %d years old.\n", age);
printf("My weight is %d kg.\n", weight);
}
};

struct Boy : Human//定义了一个Boy类
{
private:
int height;
int salary;
public:
int age;
int weight;

void print()//因此print()函数是类的内部成员函数，因此可以直接访问私有区域的变量和调用函数
{
height = 175;
salary = 9000;

printf("I'm a boy, my height is %d cm.\n", height);
printf("My salary is %d RMB.\n", salary);
}
};

int main()
{
Girl g;//创建了一个对象g，对象g属于Girl这个类
Boy b;
//printf("g.age = %d\n", g.age);  错误：age为私有，不可外界访问
g.print();//g.printf为public，外界可访问公共的成员变量和成员函数

b.age = 19;
b.weight = 120;
//b.height = 180; 错误：为私有，main为外部
b.print();

return 0;
}

类成员的作用域

• 类的作用域是指类中的成员变量和成员函数的作用域。成员的作用域范围是：
  只在整个类定义的

  struct{作用域范围}

  的内部，

  和访问等级private和public无关

  。
• 外部(外界)想访问类的成员时，必须先定义类的对象，通过对象.类成员访问

  类public里的成员

  。

#include <stdio.h>

int i = 1;

struct Test
{
private:
int i;

public:
int j;

int getI()
{
i = 3;

return i;
}
};

int main()
{
int i = 2;

Test test;

test.j = 4;

printf("i = %d\n", i);              // i = 2;
printf("::i = %d\n", ::i);          // ::i = 1;
// printf("test.i = %d\n", test.i);    // Error
printf("test.j = %d\n", test.j);    // test.j = 4
printf("test.getI() = %d\n", test.getI());  // test.getI() = 3

return 0;
}

类的定义：class

C语言中，struct结构体定义的是一个变量的集合，结构体中不能定义函数；
而C++中，struct中即可以定义成员变量，又可以定义成员函数，还有访问级别。
C++语言设计目的之一就是为了更好地兼容C语言，那么C++中，struct关键字也应该继续兼容C语言中的使用和表达的含义。于是C++中便引入了新的关键字：

class代替struct用于类的定义

注：C++中原来的struct用于定义类的这种使用方法仍然适用。class和struct的使用方法基本完全相同。
但是class和struct在默认访问级别时是不同的：

class A
{
public:  //公有成员
在类的外部可以访问

private:  //私有成员
类的外部是不可访问的，只有类内部和友元函数可以访问私有成员

protected:   //受保护成员
保护成员在派生类（即子类）中是可访问的
};

• 类域访问内部成员变量或成员函数：类名::变量/函数
  注："::"是作用域访问符号

类的声明和实现

（1）声明—Operator.h头文件：满足用户的实际需求

#ifndef _OPERATOR_H_//防止重复头文件声明
#define _OPERATOR_H_

class Operator//定义了一个Operator类
{
private:
char mOp;
double mP1;
double mP2;

public:
bool setOperator(char op);//设置运算的类型：+ - * /
void setParameter(double p1, double p2);//设置运算参数
bool result(double& r);//运算结果返回
};

#endif

（2）实现—Operator.cpp：需求的实际实现过程

#include "Operator.h"//自己定义的头文件要用双引号" "

bool Operator::setOperator(char op)//参数用于接收运算符'+' '-' '*' '/' 字符
{
bool ret = false;

if( (op == '+') || (op == '-') || (op == '*') || (op == '/') )
{
ret = true;
mOp = op;
}
else
{
mOp = '\0';
}

return ret;
}

void Operator::setParameter(double p1, double p2)//传入的参数：左操作数和右操作数
{
mP1 = p1;
mP2 = p2;
}

bool Operator::result(double& r)//将实际运算结果的返回保存r中；返回结果：表示运算是否成功
{
bool ret = true;

switch( mOp )//运算符匹配
{
case '/':
if( (-0.000000001 < mP2) && (mP2 < 0.000000001) )
{
ret = false;
}
else
{
r = mP1 / mP2;
}
break;
case '+':
r = mP1 + mP2;
break;
case '*':
r = mP1 * mP2;
break;
case '-':
r = mP1 - mP2;
break;
default:
ret = false;//运算失败
break;
}

return ret;//运算成功
}

（3）使用—main.cpp：功能的使用

#include <stdio.h>
#include "Operator.h"

int main()
{
Operator op;//定义了一个对象op
double r = 0;//变量r用于保存运算的结果

op.setOperator('/');//设置运算方式
op.setParameter(9, 3);//传参

if( op.result(r) )
{
printf("r = %lf\n", r);
}
else
{
printf("Calculate error!\n");
}

return 0;
}

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