第三篇　面向对象的C++

第8章　面向对象技术基础

欢迎开启面向对象设计的大门，在第1章中已经简要介绍过面向对象设计的基本理念，本章将具体讲述类和对象的概念。从前面的介绍可知，程序是由一个个函数组成的，是结构化的编程方法。从本章开始，编写的程序是由对象组成的，将要学习用C++语言进行面向对象的程序设计，当然，面向对象设计也离不开函数等前面讲述的基础知识。

本章主要涉及以下知识点。

❑面向对象的概念：介绍什么是面向对象和类。

❑C++中类的定义：介绍类的定义及其和结构体的差别。

❑C++类的实现：介绍类的成员函数的定义。

❑C++类的使用：介绍如何使用类来定义对象及其作用、可见域和生存期。

❑对象的创建和撤销：介绍构造及析构函数。

❑复制构造函数：介绍复制构造函数调用机制带来的问题及解决方法。

❑类中的特殊数据成员：介绍类中各种特殊数据成员。

❑特殊函数成员：介绍类中的静态成员函数。

❑对象的组织：介绍const、对象指针、this指针、对象数组及对象链表。

❑为对象分配内存：介绍new和delete进行对象的分配和释放。

8.1　面向对象基本概念

“对象”（object）是个抽象的概念，现实世界中的任何事物都可以看成是对象，动物、植物、摩托车和汽车等都是对象，对象之间有很大的差异，如人和汽车，但有的对象间却有相似之处，比如摩托车和自行车，它们有共同的特征—有轮子，同样的功能—人的交通工具，也有不同的特征，如“轮子个数”及“车子重量”等，基于此，可将“有轮子”、“可更换轮胎”及“能作为人的交通工具”抽象成一个类别（class），可称为“车”类，摩托车和自行车是该类别的对象。

类的提取往往是从两个方面来考虑的，一是特征（C++常称为“属性”）、另一个是功能（C++中常称为“行为”），具备类中定义的“属性”和“行为”的对象都是该类的对象，因此，我们可以说，电动车也是“车”类的对象。

第二篇讨论的是结构化的程序设计，要解决某一个问题，就要确定这个问题能够分解为哪些函数，数据能够分解为哪些基本的类型。结构化的思考方式是面向机器结构的，不是面向问题结构的，需要程序员在问题结构和机器结构之间建立联系。而面向对象的程序设计针对的是问题的结构，解决某个问题，要确定该问题由哪些对象组成，以及对象间的相互关系是什么？这样，思维方式更贴合现实，程序的组织也更清晰。

8.1.1　类的概念

类和对象的关系与“结构”和“结构体变量”的关系相似。

C++用类来描述对象，类是对现实世界中相似事物的抽象，同是“双轮车”的摩托车和自行车，有共同点，也有许多不同点。“车”类是对摩托车、自行车及汽车等相同点和不同点的提取与抽象，如图8.1所示。

图　8.1　“车”类示意图

类的定义分为两个部分：数据（相当于属性）和对数据的操作（相当于行为）。从程序设计的观点来说，类就是数据类型，是用户定义的数据类型，对象可以看成某个类的实例（某个类的变量），类和对象的关系与前面介绍的“结构”和“结构体变量”的关系相似，但又有不同，在本章稍后类的定义一节中会具体说明这一问题。