類和對象的屬性

註意：本文為書籍摘要版，適合有一定程式基礎的人閱讀。

2.1 面向對象程式設計方法概述

2.1.1 什麼是面向對象的程式設計

1.對象

客觀世界中的任何一個事物都可以看成一個對象。

如果我們把一個班級作為一個對象時有兩個要素：一個是班級的靜態特征，如班級學生的身高體重(可認為不變)等不變的特征，我們稱為“屬性”(即數據)；二是班級的動態特徵，如學生吃飯，上課，睡覺等，我們稱為“行為”。如果想要在外部控制班級學生的動作的話，可以從外界給班級發一個信號，比如打鈴就是告訴學生該上課了，這個消息我們稱它為“消息”(即調用函數，發消息)。

任何一個對象都應當具有屬性和行為這兩個要素。對象應能根據外界給的消息進行相應的操作。一個對象一般是由一組屬性和一組行為構成的。

在C++中，每個對象都是由數據和函數(即操作代碼)這兩部分組成的。數據體現了前面提到的“屬性”，如一個三角形對象，它的3個邊長就是它的屬性。函數是用來對數據進行操作的，以便實現某些功能，例如通過邊長計算三角形的函數。

2.封裝與信息隱蔽

可以對一個對象進行封裝處理，把它的一部分屬性和功能對外界屏蔽，也就是說從外界是看不到的，甚至是不可知的。比如我們只需要知道DVD機的幾個使用按鈕(介面)的作用，然後直接使用即可，而無需知道它的內層構造。在設計一個對象時，要把對象的內部實現和外部行為分隔開來。

面向對象程式設計方法的一個重要特點就是“封裝性”，所謂“封裝”，指兩個方面的含義：一是將有關的數據和操作代碼封裝在一個對象中，形成一個基本單位，各個對象之間相對獨立，互不幹擾；二是將對象中的某些部分對外隱蔽，即隱蔽其內部細節，只留下少數介面以便與外部聯繫，接收外部的消息。

3.抽象

抽象的作用是表示同一類事物的本質。

類是對象的抽象，而對象則是類的特例，或者說是類的具體表現形式。我們可以理解為，貓有很多種，有白貓黑貓小花貓，它們同屬於貓類，“貓”就是類，而白貓黑貓等就是貓類的對象，的具體化。或者我們可以說，白貓就是一個白貓類，它們共同具有毛色為白色，會喵喵叫等屬性；而假如有一隻白貓叫做小白，那麼小白就是白貓類的實例化對象，它繼承自白貓類；而白貓類則繼承自貓類，小白和白貓類都是貓類的子類或派生類。

4.繼承與重用

繼承可以閱讀如上所述的貓類描述。

白貓具有喵喵叫，會抓老鼠，皮毛為白色，同理，黑貓則具有喵喵叫，會抓老鼠，皮毛為黑色的特征；這時我們為了簡便，可以將具有喵喵叫，會抓老鼠等特征提取出來，並把它描述為貓類。而白貓類繼承自貓類 即 直接用貓類實例化一個對象為白貓類，再加上自己所具有的白色皮毛；將黑貓類繼承自貓類，再加上自己所具有的黑色皮毛；這樣將某部分共性特征提取出來定義為一個類，再採用繼承的方式創建新的一個類，就可以大大節省變成工作量了，這就是常說的軟體重用。

5.多態性

在C++中，所謂多態性是指：由繼承而產生的相關的不同的類，其對象對同一消息會做出不同的響應。多態性是面向對象程式設計的一個重要特征，能增加程式的靈活性。

2.1.2 面向對象程式設計的特點

程式設計者的任務包括兩個部分：一是設計所需的各種類和對象，即決定把哪些數據和操作封裝在一起；二是考慮怎樣向有關對象發送消息，以完成所需的任務。

2.1.3 類和對象的作用

類是所有面向對象的語言的共同特征。

C++支持面向過程的程式設計，也支持基於對象和麵向過程的程式設計。基於對象就是基於類。

在實際中，一組數據與一組操作相對應的。因此人們設想把相關的數據和操作放在一起，形成一個整體，與外界相對分隔。這就是面向對象的程式設計中的對象。

面向過程：程式 = 演算法 + 數據結構

面向對象：程式 = 對象s + 消息 或 {對象 = 演算法+數據結構，程式 = (對象+對象+...)+消息}

對象s表示多個對象；消息的作用就是對對象的控制。程式設計的關鍵是設計好每一個對象，以及確定向這些對象發出的命令，使各對象完成相應的操作。

2.1.4 面向對象的軟體開發

全是概念化的東西，故簡述。

1.面向對象分析(object oriented analysis, OOA)

2.面向對象設計(object oriented design, OOD)

3.面向對象編程(object oriented programming, OOP)

4.面向對象測試(object oriented test, OOT)

5.面向對象維護(object oriented soft maintenance, OOSM)

2.2 類的聲明和對象的定義

2.2.1 類和對象的關係

在C++中，對象的類型稱為類，類代表某一批對象的共性和特征。類是對象的抽象，而對象是類的具體實例。 

2.2.2 聲明類的類型

在C++中聲明一個類的類型的方法和聲明一個結構體類型是相似的。

聲明一個結構體類型的方法：

struct Student            //聲明瞭一個名為Student的結構體類型
{
int num;
char name[20];
char sex;
};
Student stud1,stud2;        //定義了兩個結構體變數stud1 和 stud2

上面聲明瞭一個名為Student的結構體類型並義了兩個結構體變數stud1 和 stud2。可以看到它只包括數據(變數)，沒有包括操作。

聲明一個類：

class Student            //以class開頭，類名為Student
{
int num;
char name[20];
char sex;          //以上三行是數據成員          
void display()       //這是成員函數  
    {
        cout<<"num:"<<num<<endl;
        cout<<"name:"<<name<<endl;
        cout<<"sex:"<<sex<<endl;        //以上三行是函數中的操作語句
}
};
Student stud1,stud2;           //定義了兩個Student類的對象stud1 和 stud2

第一行(class Student)是類頭，由關鍵字class與類名Student組成，class是聲明類時必須使用的關鍵字。第二行的右花括弧是類體，類體是用一對花括弧包起來的。類的聲明以分號結束。

2.3 類的成員函數

2.4 對象成員的引用

2.5 類和對象的簡單應用舉例

2.6 類的封裝性和信息隱蔽