C++ 面向对象程序设计 青岛理工大学

课程基本信息 课本: C++面向对象程序设计,李兰，任凤华等, 2014,第 二次印刷。 参考书籍: Bruce Eckel．Thinking in C++ (2nd Edition)．北京：机械工 业出版社,2006.10 郑莉．C++语言程序设计（第3版）．北京：清华大学 出版社，2005.7 谭浩强．C++面向对象程序设计．北京：清华大学出 版社，2006.1

有关C++面向对象的编程学习网站 http://kczx.qut.edu.cn/G2S/Template/View.aspx?action=view&courseType=0&courseId=166

课程培养目标 建立基本的计算机程序设计概念体系和基本的 程序设计方法。 理解和掌握C++语言的基本语法和语义，初步　 理解面向对象的思想，初步掌握面向对象程序　 设计的方法。 逐步提高学生的编程能力和调试程序的能力。 为后面的学习打好基础。

教学课时与考核 教学课时安排 考核 总学时：48学时 理论授课：30学时 习题课：2学时 实验课：16学时 出勤：10% 实验：20% 期末考试：70%

第一章 概述 青岛理工大学

本章主要内容 1.1 计算机程序设计语言的发展 1.2 程序设计方法 1.3 面向对象程序设计的基本特点 1.4 简单的C++程序

1.1 计算机程序设计语言的发展 1、计算机程序 计算机的工作是用程序来控制的 程序是指令的集合。 指令是计算机可以识别的命令。

1.1 计算机程序设计语言的发展 2、机器语言与汇编语言 由计算机硬件系统可以识别的二进制指令组成 的语言称为机器语言。 计算机发展的初期，软件工程师们只能用机器语言来编 写程序。这一阶段，在人类的自然语言和计算机编程 语言之间存在着巨大的鸿沟。 汇编语言将机器指令映射为一些可以被人读懂 的助记符，如ADD、SUB等。 此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩小，但仍 与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层次太低，程 序员需要考虑大量的机器细节。

1.1 计算机程序设计语言的发展 3、高级语言 高级语言屏蔽了机器的细节，提高了语言的抽 象层次，程序中可以采用具有一定含义的数据 命名和容易理解的执行语句。这使得在书写程 序时可以联系到程序所描述的具体事物。

1.1 计算机程序设计语言的发展 4、面向对象语言 出发点： 特点： 更直接地描述客观世界中存在的事物(对象)以及它们 之间的关系。 是高级语言。 将客观事物看作具有属性和行为的对象。 通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为，形成类 通过类的继承与多态实现代码重用

1.1 计算机程序设计语言的发展 4、面向对象语言 优点： 使程序能够比较直接地反映问题域的本来面目，软件 开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方 法来进行软件开发。

1.2 程序设计方法 1、结构化程序设计方法 设计思路 程序结构： 自顶向下、逐步求精。采用模块分解与功能抽象，自 顶向下、分而治之。 按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。 各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立；每一 模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成 其模块化实现的具体方法是使用子程序。

1.2 程序设计方法 2、结构化程序设计方法 优点： 缺点： 有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多 易于控制和处理的子任务，便于开发和维护 缺点： 可重用性差、数据安全性差、难以开发大型软件和图 形界面的应用软件

1.2 程序设计方法 3、面向对象程序设计方法 设计思路： 将数据及对数据的操作方法封装在一起，作为一个相 互依存、不可分离的整体——对象。 对同类型对象抽象出其共性，形成类。 类通过一个简单的外部接口，与外界发生关系。 对象与对象之间通过消息进行通信

1.2 程序设计方法 3、面向对象程序设计方法 优点： 程序模块间的关系更为简单，程序模块的独立性、数 据的安全性就有了良好的保障。 通过继承与多态性，可以大大提高程序的可重用性， 使得软件的开发和维护都更为方便。

【例1-1】用结构化程序设计方法计算三角形的面积(已知一个三角形的3个顶点的坐标) 【例1-1】用结构化程序设计方法计算三角形的面积(已知一个三角形的3个顶点的坐标) 　 #include<iostream> //包含输入/输出流 using namespace std; #include<math.h> //包含数学函数的头文件 double edge(double x1,double x2,double y1,double y2) { //求三角形的边长 　double len; len=sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2)); //求边长 return len; } int main() { double x1,x2,x3,y1,y2,y3,s,area,ab,ac,bc; //说明变量 cin>>x1>>x2>>x3; //输入坐标值 cin>>y1>>y2>>y3;

【例1-1】用结构化程序设计方法计算三角形的面积(已知一个三角形的3个顶点的坐标) 【例1-1】用结构化程序设计方法计算三角形的面积(已知一个三角形的3个顶点的坐标) 　 　ab=edge(x1,x2,y1,y2); //求边长 ac=edge(x1,x3,y1,y3); bc=edge(x2,x3,y2,y3); s=(ab+ac+bc)/2; //求边长和的一半 area=sqrt(s*(s-ab)*(s-ac)*(s-bc)); //计算面积 cout<<“area= ”<<area<<‘\n’; //输出三角形面积 return 0 }

【例1-2】用面向对象的程序设计方法计算矩形面积 【例1-2】用面向对象的程序设计方法计算矩形面积　 #include <iostream> using namespace std; //类的声明 class RectangleArea { public: void SetData(float L,float W); //输入长、宽值 float ComputeArea(); //计算面积 void OutputArea(); //输出面积 private: float length,width,area; //定义长、宽、面积 }; void RectangleArea::SetData(float L,float W) length=L; width=W; }

【例1-2】用面向对象的程序设计方法计算矩形面积 【例1-2】用面向对象的程序设计方法计算矩形面积　 float RectangleArea::ComputeArea() { area=length*width; return area; } void RectangleArea::OutputArea() { cout<<"area="<<area<<endl; int main() { RectangleArea Rectangl; //声明对象 Rectangl.SetData(8,9); Rectangl.ComputeArea(); Rectangl.OutputArea(); return 0;

1.3 面向对象程序设计的基本特点 1、抽象 忽略事物的非本质特征，只注意那些与当前目 标有关的本质特征，从而找出事物的共性，把 具有共同性质的事物划分为一类，得出一个抽 象的概念。 矩形面积(RectangleArea); 数据抽象：float length,width,area; 代码抽象：void SetData(float L,float W); //输入长、宽值 　　 float ComputeArea(); 　　//计算面积 　　 void OutputArea(); 　　//输出面积

1.3 面向对象程序设计的基本特点 2、封装 把对象的属性和服务结合成一个独立的系统单 元。 尽可能隐蔽对象的内部细节。对外形成一个边 界（或者说一道屏障），只保留有限的对外接 口使之与外部发生联系。

1.3 面向对象程序设计的基本特点 3、消息 消息是面向对象程序设计中用来描述对象之间 通信的机制。 一个消息就是一个对象要求另一个对象实施某 种操作的一个请求。

1.3 面向对象程序设计的基本特点 4、继承 继承对于软件复用有着重要意义，是面向对象 技术能够提高软件开发效率的重要原因之一。 定义：特殊类的对象拥有其一般类的全部属性 与服务，称作特殊类对一般类的继承。 例如：将轮船作为一个一般类，客轮便是一个 特殊类。

1.3 面向对象程序设计的基本特点 5、多态 多态是指在一般类中定义的属性或行为，被特 殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表 现出不同的行为。这使得同一个属性或行为在 一般类及其各个特殊类中具有不同的语义。 例如： 数的加法->实数的加法 ->复数的加法

1.4 简单的C++程序 【例1-3】 编写程序求两个从键盘输入的整型数之和。 　　//功能为求两个整型之和 　　#include <iostream> 　　using namespace std; 　 //使用名字空间 　　void main() 　　　　　　//主函数 　　{ 　　 int x,y,z; // int表示定义3个整型变量 　 cout<<“please input two int number:”; 　 cin>>x>>y; //从键盘输入两个数 　　 z=x+y; 　 cout<<“x+y=”<<z<<endl; 　//输出两个数的和 }

【例1-3】 编写程序求两个从键盘输入的整型数之和。 【例1-3】 编写程序求两个从键盘输入的整型数之和。 　 执行该程序，屏幕上出现如下提示： please input two int number:22 36↙ 输入两个用空格分隔的整型数后，按回车键，得输出结果为 x+y=58

【例1-4】用子函数和主函数编写程序实现例1-3的编程要求 【例1-4】用子函数和主函数编写程序实现例1-3的编程要求 　 //利用函数求两整数之和 #include <iostream> //C++的预编译命令，其中的iostream是//C++定义的一个头文件，用于设置C++风格的I/O环境 using namespace std; 　　//使用名字空间 int add(int a, int b); //函数原型的声明 int main() //主函数 { int x,y,sum; //定义三个整型变量 cout<<“Enter two number:”; //提示用户输入两个数 cin>>x>>y; //从键盘输入变量x,y的值 sum=add(x,y); 　　//调用函数add计算x+y的值并将其赋给sum cout<<“x+y=”<<sum<<“\n”; //输出sum的值 return 0; }

【例1-4】用子函数和主函数编写程序实现例1-3的编程要求 【例1-4】用子函数和主函数编写程序实现例1-3的编程要求 　 int add(int a, int b) //定义add函数，函数值为整型 { int c; 　　　　//定义一个整型变量 c=a+b; 　　　//计算两个数的和 return c; 　　//将c的值返回，通过add带回调用处 } 编译运行该程序，屏幕上将出现与例1-3相同的提示， 当输入两个整型数(22和36)后，按回车键，同样可得 输出结果： 　　　x+y=58

1.4 简单的C++程序 1、注释 注释是程序员为读者做的说明，是提高程序可 读性的一种手段。 2、编译预处理 程序中每个以符号“#”开头的行称为预处理行， 一般都写在程序的最前面几行中。 3、使用名字空间 过去一直使用后缀“.h”标识头文件，但在前面 的两个例子中，没有使用后缀，原因是新的C++ 标准引入了新的标准类库的头文件载入方式， 即省略“.h”。

1.4 简单的C++程序 4、程序主体 程序主体由一个名为main()的主函数和若干个 子函数构成。子函数可有，也可以没有，但 main()函数不能没有，而且只能有一个。函数 名main全都由小写字母构成。在C++程序中所 有系统给定的关键字必须都用小写字母拼写， 程序中其他名字的大小写是要特别注意的。 一个函数是由若干条语句组成的。语句是组成 程序的基本单元，而语句由单词组成，单词间 用空格分隔，单词又由C++的字符所组成。C++ 程序中的语句必须以分号结束。

随堂练习 给两个整数x和y，求两数中的大者。（用函数调用） #include <iostream> //预处理命令 using namespace std; int max(int x,int y) //定义max函数，函数值为整型，形式参数x，y为整型 { //max函数体开始 int z; //变量声明，定义本函数中用到的变量z为整型 if(x>y) z=x; //if语句，如果x>y，则将x的值赋给z else z=y; //否则，将y的值赋给z return(z); //将z的值返回，通过max带回调用处 } //max函数结束 int main( ) //主函数 {//主函数体开始 int a,b,m; //变量声明 cin>>a>>b; //输入变量a和b的值 m=max(a,b); //调用max函数，将得到的值赋给m cout<<"max="<<m<<'\\n'; //输出大数m的值 return 0; //如程序正常结束，向操作系统返回一个零值 }