第四章 类与对象 (郑莉版C++程序语言设计学习笔记）

加粗样式编写程序的目的是描述和解决现实世界中的问题，第一步就是要将现实中的类如实地反应在程序中。
本章主要介绍面向对象设计方法的主要特点：抽象，封装，继承，多态。

4.1面向对象的程序设计的基本特点

4.1.1 抽象

面向对象的方法中的抽象，是对具体问题（对象）进行概括，抽出一类对象的公共属性并加以描述的过程。
对问题的抽象过程，也是对问题的分析和认识过程。
对于一个问题的抽象包含两个方面：数据抽象和行为抽象。（或称为，功能抽象和代码抽象）
前者是描述某类对象的属性或状态，后者是描述某类对象共同行为或功能特征。

4.1.2 封装

封装就是将抽象得到的数据和行为相结合，形成一个游记的整体，也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”，其中的数据和函数都是类的成员。
可以对成员访问权限的合理控制，使不同类之间的相互影响减少到最低限度，进而增强数据的安全性和简化程序的编写工作。

4.1.3继承

C++ 提供类的继承机制，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。

4.1.4 多态

多态性是指一段程序能够处理多种类型对象的能力。在C++中，这种多态性可以通过强制多态，重载多态，类型参数化多态，包含多态四种形式来实现。

1. 强制多态，数据类型转换，表面多态
2. 重载多态 函数重载，运算符重载，表面多态
3. 类型参数化多态 函数模板，类模板，一般多态
4. 包含多态 虚函数 一般多态

类和对象

在面向过程的结构化程序设计中，程序的模块是由函数构成的，函数将逻辑上相关的语句和数据封装，用于完成特定的功能。
在面向对象的程序设计中，程序模块是由类组成的。类是对逻辑上相关的函数与数据的封装，它是对问题的抽象描述。
另一角度
变量的声明如int i，int 类型包括了数据本身的属性以及对属性的操作，但是基本数据类型是有限的，C++的基本数据类型也远远不能满足描述现实世界中各种对象的需要。类就相当于用户自定义的类型。不仅可以用int型表示整数，也可以用类来表示“时钟”，“人”等对象。

4.2.1类的定义

语法：
class 类名称
{
public：
外部接口
protected：
保护型成员
private：
私有成员
}；
在中可以只声明函数的原型，函数的实现（即函数体）可以在类外定义。

4.2.2类成员的访问控制

访问控制分为三种：

1. 公有类型成员定义了类的外部接口
2. 私有成员只能被本类成员函数访问，来自类外部的任何访问都是非法的。
3. 保护类型成员的性质和私有成员的性质相似，其差别在于继承过程中产生的新类影响不同。

习惯
一般情况下，一个类的数据成员都应该声明为私有成员，这样内部数据结构不会对类意外的其余部分造成影响，程序模块之间的相互作用就被降低到最小。

4.2.3 对象

类实际上一种抽象机制，它描述了一类事物的共同属性和行为。对象就是这一类数据结构的某一特定实体（也是实例）。
对象所占的内存空间只是用于存放数据成员的。
在类的外部只能访问到类的公有成员；在类的内部成员函数，可以访问到类的全部成员。

4.2.4 类的成员函数

函数的实现：
返回值类型 类名：：函数成员名（参数表）
{
函数体
}
成员函数调用中的目的对象：
使用“.”操作符指出调用所针对的对象，这一对象在本次调用中称为目的对象
在类的成员函数中，可以访问目的对象的私有成员，又可以访问当前类的其他对象的私有成员。

带有默认形参值的成员函数：

类成员函数的默认值，一定要写到类定义中，而不能写在类定义之外的函数实现中。

内联函数成员：
隐式声明：将函数体直接放在类内。
显式声明：采用inline显式声明
和普通内联函数一样

4.3 构造函数和析构函数

在定义对象的时候进行数据成员设置，称为对象的初始化。
C++的初始化由构造函数完成，清理工作由析构函数完成

4.3.1构造函数

在遇到对象声明语句时，程序会向操作系统申请一定的内存空间，我们希望编译器可以在分配内存空间一样将初始值写入，但是，类的对象太过复杂，编译器不知道如何产生代码来实现初始化。
所以程序员要自己编写初始化程序。
构造函数的作用就是在对象被创建时利用特定的值构造对象，将对象初始化为一个特定状态。

特点

1. 构造函数与类名相同
2. 没有返回值
3. 通常被声明为公有函数
4. 只要类中有构造函数，编译器会自动插入对构造函数调用的代码。即构造函数在对象创建的时候将被自动调用。
5. 无需提供参数的构造函数称为默认构造函数。如果类中没有写构造函数，编译器会自动生成一个隐含的默认构造函数。如果自己声明了构造函数，编译器便不会生成。

#include <iostream>
using namespace std;

class Clock {
    public:
        Clock (int newH , int newM,int newS);
        void setTime(int newH,int newM,int newS);
        void showTime();
    private:
        int hour,minute,second;
};

Clock::Clock(int newH,int newM,int newS){
    hour = newH;
    minute = newM;
    second = newS;
}

int main(){
    
}

4.3.2复制构造函数

复制构造函数的能力：
生成一个对象的副本时，可以新建一个对象，然后将每一个数据元素进行复制，但过于繁琐
不如将类具有自行复制对象的能力。