【C++】由Polocar 学习 C++面向对象

1、封装及封装的意义

封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化；封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。面向对象计算始于这个基本概念，即现实世界可以被描绘成一系列完全自治、封装的对象，这些对象通过一个受保护的接口访问其他对象。在面向对象编程上可理解为：把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏

下面我们就以Polocar这个类开始吧！

class CPoloCar {

public:

//C++构造函数，默认的构造函数

CPoloCar();

//析构函数

~CPoloCar();

//静态音乐属性

static char Music[20];

//静态颜色

static char color[10];

//车名

char carName[5];

//方向盘

char _fxPan[20];

//刹车板

char _brakeBan[20];

//油门板

char _oilBan[20];

//转向

void zhuanXiang();

//刹车

void brake();

//给油

void giveOil();

//导航

static void navigation();

//音乐播放

static void playMusic();

private:

//转向器

static char _zxqi[20];

//制动器

char _zdqi[20];

//转向助力器

void zxZlqi();

//制动执行器

void dealBrake();

static void fast();

};

2、类及类的成员

到这里我们建立了一个叫做Polocar 的类，其成员包括静态和非静态数据成员，静态与非静态函数成员。

静态数据成员：static  char  _zxqi[20]

静态类中的成员加入static修饰符,即是静态成员.可以直接使用类名+静态成员名访问此静态成员,因为静态成员存在于内存,非静态成员需要实例化才会分配内存,所以静态成员不能访问非静态的成员..因为静态成员存在于内存,所以非静态成员可以直接访问类中静态的成员

静态函数成员：static  void fast()

所有没有加Static的成员都是非静态成员,当类被实例化之后,可以通过实例化的类名进行访问..非静态成员的生存期决定于该类的生存期..而静态成员则不存在生存期的概念,因为静态成员始终驻留在内容中..

3、在面向过程设计中的static关键字

1）、静态全局变量
定义：在全局变量前，加上关键字 static 该变量就被定义成为了一个静态全局变量。
特点：
　　A、该变量在全局数据区分配内存。
　　B、初始化：如果不显式初始化，那么将被隐式初始化为0(自动变量是随机的,除非显式地初始化)。
　　C、访变量只在本源文件可见，严格的讲应该为定义之处开始到本文件结束。

D、文件作用域下声明的const的常量默认为static存储类型。
　　例（摘于C++程序设计教程---钱能主编P103）：　　　　　　　　//file1.cpp
//Example 1

#include <iostream.h>

void fn();

static int n;//定义静态全局变量

void main()

{

n=20;

cout < <n < <endl;

fn();

}

void fn()

{

n++;

cout < <n < <endl;

}

静态变量都在全局数据区分配内存，包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序，在内存中的分布情况如下图：

代码区

全局数据区

堆区

栈区

void main()

{

n=20;

cout < <n < <endl;

fn();

}

//File2

#include <iostream.h>

extern int n;(可在别的文件中引用这个变量)

void fn()

{

n++;

cout < <n < <endl;

}

编译并运行Example 2，您就会发现上述代码可以分别通过编译，但link时出现错误。

试着将 static int n; //定义静态全局变量
改为
int n; //定义全局变量

再次编译运行程序，细心体会全局变量和静态全局变量的区别。

2）、静态局部变量

定义：在局部变量前加上static关键字时，就定义了静态局部变量。我们先举一个静态局部变量的例子，

//Example 3

#include <iostream.h>

void fn();

void main()

{

fn();

}

void fn()

{

static n=10;

cout < <n < <endl;

n++;

}

　　通常，在函数体内定义了一个变量，每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体，系统就会收回栈内存，局部变量也相应失效。
　　但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来，变量已经不再属于函数本身了，不再仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。
　　静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区，而不是保存在栈中，每次的值保持到下一次调用，直到下次赋新值。

特点：
　　A、该变量在全局数据区分配内存。
　　B、初始化：如果不显式初始化，那么将被隐式初始化为0,以后的函数调用不再进行初始化。
　　C、它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或　语句块结束时，其作用域随之结束。

3）、静态函数（注意与类的静态成员函数区别）

定义：在函数的返回类型前加上static关键字，函数即被定义成静态函数。

特点：　　

A、静态函数与普通函数不同，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。　　

定义静态函数的好处：静态函数不能被其它文件所用；

其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；

4、面向对象的static关键字（类中的static关键字）

1）、静态数据成员
在类内数据成员的声明前加上关键字static，该数据成员就是类内的静态数据成员。

先举一个静态数据成员的例子。

CPoloCar::CPoloCar()

{

cout << "方向盘初始化"<< endl;

strcpy(_fxPan,"方向盘初始化");

}

CPoloCar::~CPoloCar()

{

cout << "销毁这辆车"<< endl;

}

void CPoloCar::zhuanXiang()

{

cout << "转向" << endl;

}

void CPoloCar::brake()

{

cout << "制动"<<endl;

dealBrake();

}

void CPoloCar::giveOil()

{

cout <<"给油"<<endl;

}

void CPoloCar::dealBrake()

{

cout << "真正执行制动的装置" <<endl;

}

void CPoloCar::zxZlqi()

{

cout << "实现转向" << endl;

}

void CPoloCar::navigation()

{

cout << "Navigation"<< endl ;

}

void CPoloCar::playMusic(){

cout<< "Playing music " << Music[20]<<endl ;

}

可以看出，静态数据成员有以下特点：

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。

静态数据成员初始化的格式为：
＜数据类型＞＜类名＞::＜静态数据成员名＞=＜值＞

类的静态数据成员有两种访问形式：
＜类对象名＞.＜静态数据成员名＞或＜类类型名＞::＜静态数据成员名＞

对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；
静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。在Example 5中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；
静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；
因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；

如果静态数据成员的访问权限允许的话（即public的成员），可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员；
静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。

这有两个好处，第一，不管定义多少个存款类对象，利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存，所以节省存储空间。

第二，一旦利息需要改变时，只要改变一次，则所有存款类对象的利息全改变过来了；
同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：

静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；
可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

2、静态成员函数

　　与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样，都是类的内部实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下，this是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。

但是与普通函数相比，静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。

下面举个静态成员函数的例子。

//Example 6
#include <iostream.h>
class Myclass
{
public:
Myclass(int a,int b,int c);
static void GetSum();/声明静态成员函数
private:
int a,b,c;
static int Sum;//声明静态数据成员
};
int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员

Myclass::Myclass(int a,int b,int c)
{
this->a=a;
this->b=b;
this->c=c;
Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员
}

void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现
{
// cout < <a < <endl; //错误代码，a是非静态数据成员静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。
cout < <"Sum=" < <Sum < <endl;
}

void main()
{
Myclass M(1,2,3);
M.GetSum();
Myclass N(4,5,6);
N.GetSum();
Myclass::GetSum();
}

关于静态成员函数，可以总结为以下几点：

出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；
静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数；
非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员；
静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；
由于没有this指针的额外开销，因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长；
调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数.

【C++】由Polocar 学习 C++面向对象

2、类 及 类的成员

2、类及类的成员