类和对象之一

1 面向对象的程序设计：

面向对象的程序设计是由若干对象构造程序，每个对象由一些数据以及对这些数据所能实施的操作构成，对数据的操作通过向包含数据的对象发送消息（调用对象的操作）来实现。对象的特征（数据与操作）由相应的类来描述；一个类所描述的对象特征可以从其他的类继承。

2面向对象程序设计的特点：抽象，封装，继承，多态。

特点一：抽象

对一个问题的抽象包括两个方面：数据抽象和行为抽象（或称为功能抽象，代码抽象）

例如：实现一个简单的时钟程序

数据抽象：
int Hour,int Minute,int Second

功能抽象：
ShowTime(),SetTime()

特点二：封装

封装就是将数据与操作数据的函数代码进行有机的结合，形成类。抽象数据类型的名称就是类名，数据的集合是类的成员变量，数据之间的关系和操作的集合是类的成员函数。

创建一个类的步骤:

step1:从实体中抽象出一种数据类型，列出数据类型可能有的属性信息和数据操作等。

step2:把抽象出的数据类型封装为一个类并命名，以关键字class声明。

step3:封装类的属性信息，即添加成员变量，最好以关键字private声明所有变量

step4:封装类的数据操作，即声明成员函数接口，不同的访问权限以不同的关键字声明。

step5:实现类的接口。

封装抽象数据类型为“文件”的类

class File;                //class声明类名

class File                 //封装属性信息（添加成员变量）
{
private:
     char*name             //文件名
     char*path             //文件路径
     int type              //文件类型
}；

class File
{
public:
     bool OpenFile();//打开文件
     bool ReadFile();//读取文件
     bool WriteFile();//写入文件
     bool CloseFile();//关闭文件
};

特点三：继承

C++中类的继承机制，允许程序员在保持原有类特性的基础上，进行更具体，更详细的说明。

#include<iostream>
using namespace std;
//基类
class Shape
{
public:
    void setwidth(int w)
    {
        width=w;
    }
    void setheight(int h)
    {
        height=h;
    }
protected:
    int width;
    int height;
};
//派生类
class Rectangle:public Shape
{
public:
    int getArea()
    {
        return (width*height);
    }
};
int main(void)
{
    Rectangle Rect;
    Rect.setwidth(5);
    Rect.setheight(7);
    //输出对象的面积
    cout<<"Total area:"<<Rect.getArea()<<endl;
    return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Total area: 35

派生类Rectangle除了继承Shape类的特征，还加入了公有成员函数getArea。派生类继承了基类的所有成员，它的公有成员与基类的公有成员一起提供了操纵派生类的公有接口。

特点四：多态

01多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，
并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
C++ 多态意味着调用成员函数时，
会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。
下面的实例中，基类 Shape 被派生为两个类，如下所示：
#include<iostream>
using namespace std;
class Shape
{
protected:
    int width,height;
public:
    Shape(int a=0,int b=0)//设置了默认值
    {
        width=a;
        height=b;
    }
    int area()
    {
        cout<<"Parent class area:"<<endl;
        return 0;
    }
};
class Rectangle:public Shape
{
public:
    Rectangle(int a=0,int b=0):Shape(a,b){}//子类构造函数调用父类的构造函数,传参给父类
    int area()
    {
        cout<<"Rectangle class area:"<<endl;
        return (width*height);
    }
};
class Triangle:public Shape
{
public:
    Triangle(int a=0,int b=0):Shape(a,b){}
    int area()
    {
        cout<<"Triangle class area:"<<endl;
        return(width*height/2);
    }
};
//程序的主函数
int main()
{
    Shape*shape;
    Rectangle rec(10,7);
    Triangle  tri(10,5);
    //存储矩形的地址
    shape=&rec;
    //调用矩形的求面积函数area
    shape->area();
    //存储三角形的地址
    shape=&tri;
    //调用三角形的求面积函数area
    shape->area();
    return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生
下列结果;
Parent class area
Parent class area
导致错误输出的原因是，调用函数area()被编译器设置为基类中的版本，这就是所谓的
静态多态，或静态链接，函数调用在程序执行前就准备好了。有时候这也被称为早绑定
，因为area()函数在程序编译期间就已经设置好了
但现在，对程序稍作修改，在shape类中,area()的声明前放置关键字virtual,如下所示
class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      virtual int area()//虚函数
      {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
修改后，当编译和执行前面的实例代码时，它会产生以下结果：
Rectangle class area
Triangle class area
此时，编译器看的是指针的内容，而不是它的类型。因此，由于tri和rec类的对象
的地址存储在*shape中，所以会调用各自的area()函数。正如所看到的，每个子类都有
一个函数area()的独立实现。这就是多态的一般使用方式。有了多态，可以有多个不同的类，
都带有同一个名称但是具有不同实现的函数，函数的参数甚至可以是相同的

02虚函数
虚函数 是在基类中使用关键字 virtual 声明的函数。
在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，
会告诉编译器不要静态链接到该函数。
我们想要的是在程序中任意点可以根据所调用的对象类型来选择调用的函数，
这种操作被称为动态链接，或后期绑定。

03纯虚函数
您可能想要在基类中定义虚函数，以便在派生类中重新定义该函数更好地适用于对象，
但是您在基类中又不能对虚函数给出有意义的实现，这个时候就会用到纯虚函数。
我们可以把基类中的虚函数 area() 改写如下：
class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      // pure virtual function
      virtual int area() = 0;
};

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