【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）雖然一個(gè)可以包含另外一個(gè)類(lèi)的對(duì)象，但這個(gè)類(lèi)也只能通過(guò)被包含類(lèi)的對(duì)象使用那個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)，通過(guò)成員函數(shù)使用數(shù)據(jù)成員。類(lèi)不是內(nèi)存中的物理實(shí)體，只有當(dāng)使用類(lèi)產(chǎn)生對(duì)象時(shí)，才進(jìn)行內(nèi)存分配，這種對(duì)象建立的過(guò)程稱(chēng)為實(shí)例化。應(yīng)當(dāng)注意的是：類(lèi)必須在其成員使用之前先進(jìn)行聲明。class MembersOnly。 //不完全的類(lèi)聲明MenbersOnly *club。 //定義一個(gè)全局變量類(lèi)指針第一條語(yǔ)句稱(chēng)為不完全類(lèi)聲明，它用于在類(lèi)沒(méi)有完全定義之前就引用該類(lèi)的情況。不完全聲明的類(lèi)不能實(shí)例化，否則會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤；不完全聲明僅用于類(lèi)和結(jié)構(gòu)，企圖存取沒(méi)有完全聲明的類(lèi)成員，也會(huì)引起編譯錯(cuò)誤。盡管類(lèi)的目的是封裝代碼和數(shù)據(jù)，它也可以不包括任何聲明。class Empty{}。聲明類(lèi)時(shí)所使用的一對(duì)花括號(hào)形成所謂的類(lèi)的作用域。在類(lèi)作用域中聲明的標(biāo)識(shí)符只在類(lèi)中可見(jiàn)。如果該成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是在類(lèi)定義之外給出的，則類(lèi)作用域也包含類(lèi)中成員函數(shù)的作用域。類(lèi)中的一個(gè)成員名可以使用類(lèi)名和作用域運(yùn)算符來(lái)顯式地指定，這稱(chēng)為成員名限定。 面向?qū)ο蟮臉?biāo)記圖 類(lèi)和對(duì)象的UML標(biāo)記圖 對(duì)象的結(jié)構(gòu)與連接只有定義和描述了對(duì)象之間的關(guān)系，各個(gè)對(duì)象才能構(gòu)成一個(gè)整體的、有機(jī)的系統(tǒng)模型，這就是對(duì)象的結(jié)構(gòu)和連結(jié)關(guān)系。對(duì)象結(jié)構(gòu)是指對(duì)象之間的分類(lèi)（繼承）關(guān)系和組成（聚合）關(guān)系，統(tǒng)稱(chēng)為關(guān)聯(lián)關(guān)系。對(duì)象之間的靜態(tài)關(guān)系是通過(guò)對(duì)象屬性之間的連接反映的，稱(chēng)為實(shí)例連接。對(duì)象行為之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系是通過(guò)對(duì)象行為（信息）之間的依賴(lài)關(guān)系表現(xiàn)的，稱(chēng)之為消息連接，實(shí)例連接和消息連接統(tǒng)稱(chēng)為連接。C++中的分類(lèi)結(jié)構(gòu)是繼承（基類(lèi)/派生類(lèi)）結(jié)構(gòu)，UML使用一個(gè)空三角形表示繼承關(guān)系，三角形指向基類(lèi)。組成關(guān)系說(shuō)明的結(jié)構(gòu)是整體與部分關(guān)系。C++中最簡(jiǎn)單的是包含關(guān)系。C++語(yǔ)言中的“聚合”隱含了兩種實(shí)現(xiàn)方式，第一種方式是獨(dú)立地定義，可以屬于多個(gè)整體對(duì)象，并具有不同生存期。這種所屬關(guān)系是可以動(dòng)態(tài)變化的，稱(chēng)之為聚集。使用空心菱形表示它們之間的關(guān)系。第二種方式是用一個(gè)類(lèi)的對(duì)象作為一種廣義的數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)定義整體對(duì)象的一個(gè)屬性，構(gòu)成一個(gè)嵌套對(duì)象。在這種情況下，這個(gè)類(lèi)的對(duì)象只能隸屬于惟一的整體對(duì)象并與它同生同滅，稱(chēng)這種情況為“組合”，它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系比第一種強(qiáng)，具有管理組成部分的責(zé)任，使用實(shí)心菱形表示。實(shí)例連接反映對(duì)象之間的靜態(tài)關(guān)系，例如車(chē)和駕駛員的關(guān)系，這種雙邊關(guān)系在實(shí)現(xiàn)中可以通過(guò)對(duì)象（實(shí)例）的屬性表達(dá)出來(lái)。實(shí)例連接有一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多3種連接方式。消息連接描述對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。即若一個(gè)對(duì)象在執(zhí)行自己的操作時(shí)，需要通過(guò)消息請(qǐng)求另一個(gè)對(duì)象為它完成某種服務(wù)，則說(shuō)第一個(gè)對(duì)象與第二個(gè)對(duì)象之間存在著消息連接。消息連接是有方向的，使用一條帶箭頭的實(shí)線(xiàn)表示，從消息的發(fā)送者指向消息的接收者。 使用實(shí)例 對(duì)象、類(lèi)和消息對(duì)象的屬性是指描述對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。數(shù)據(jù)成員可以是系統(tǒng)或程序員定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型。對(duì)象屬性的集合稱(chēng)為對(duì)象的狀態(tài)。對(duì)象的行為是定義在對(duì)象屬性上的一組操作的集合。操作（函數(shù)成員）是響應(yīng)消息而完成的算法，表示對(duì)象內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。對(duì)象的操作集合體現(xiàn)了對(duì)象的行為能力。對(duì)象的屬性和行為是對(duì)象定義的組成要素，分別代表了對(duì)象的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征。由以上分析的例子可見(jiàn)，無(wú)論對(duì)象是簡(jiǎn)單的或是負(fù)責(zé)的，一般具有以下特征：（1）有一個(gè)狀態(tài)，由與其相關(guān)的屬性集合所表征。（2）有惟一標(biāo)識(shí)名，可以區(qū)別于其他對(duì)象。（3）有一組操作方法，每個(gè)操作決定對(duì)象的一種行為。（4）對(duì)象的狀態(tài)只能被自己的行為所改變。（5）對(duì)象的操作包括自身操作（施加于自身）和施加于其他對(duì)象的操作。（6）對(duì)象之間以消息傳遞的方式進(jìn)行通信。（7）一個(gè)對(duì)象的成員仍可以是一個(gè)對(duì)象。 面向?qū)ο缶幊痰奈募?guī)范一般要求將類(lèi)的聲明放在頭文件中，非常簡(jiǎn)單的成員函數(shù)可以在聲明中定義（默認(rèn)內(nèi)聯(lián)函數(shù)形式）。，將頭文件包含進(jìn)去。主程序單獨(dú)使用一個(gè)文件，這就是多文件編程規(guī)范。 編譯指令C++的源程序可包含各種編譯指令，以指示編譯器對(duì)源代碼進(jìn)行編譯之前先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。所有的編譯指令都以開(kāi)始，每條編譯指令單獨(dú)占用一行，同一行不能有其他編譯指令和C++語(yǔ)句（注釋例外）。編譯指令不是C++的一部分，但擴(kuò)展了C++編程環(huán)境的使用范圍，從而改善程序的組織和管理。嵌入指令include指示編譯器將一個(gè)源文件嵌入到帶有include指令的源文件中該指令所在的位置處。尖括號(hào)或雙引號(hào)中的文件名可包含路徑信息。例如：include\user\注意：由于編譯指令不是C++的一部分，因此，在這里表示反斜杠時(shí)只使用一個(gè)反斜杠。define指令定義一個(gè)標(biāo)識(shí)符及串，在源程序中每次遇到該標(biāo)識(shí)符時(shí)，編譯器均用定義的串代替之。該標(biāo)識(shí)符稱(chēng)為宏名，而將替換過(guò)程稱(chēng)之為宏替換。define指令用以進(jìn)行宏定義，其一般形式如下：define 宏名 替換正文“宏名”必須是一個(gè)有效的C++標(biāo)識(shí)符，“替換正文”可為任意字符組成的字符序列。“宏名”和“替換正文”之間至少有一個(gè)空格。注意，宏定義由新行結(jié)束，而不以分號(hào)結(jié)束。如果給出了分號(hào)，則它也被視作為替換正文的一部分。當(dāng)替換正文要書(shū)寫(xiě)在多行上時(shí)，除最后一行外，每行的行尾要加上一個(gè)反斜線(xiàn)，表示宏定義繼續(xù)到下一行。因宏定義有許多不安全因素，對(duì)需要使用無(wú)參數(shù)宏的場(chǎng)合，應(yīng)該盡量使用const代替宏定義。在程序的一個(gè)地方定義的宏名，如果不想使其影響到程序的其他地方，可以在不再使用時(shí)用undef刪除。條件編譯指令是if、else、elif和endif，它們構(gòu)成類(lèi)似于C++的if選擇結(jié)構(gòu)，其中endif表示一條指令結(jié)束。編譯指令if用于控制編譯器對(duì)源程序的某部分有選擇地進(jìn)行編譯。該部分從if開(kāi)始，到endif結(jié)束。如果if后的常量表達(dá)式為真，則編譯這部分，否則就不編譯該部分，這時(shí)，這部分代碼相當(dāng)于被從源文件中刪除。編譯指令else在if測(cè)試失效的情況下建立另外一種選擇。可以在else分支中使用編譯指令error輸出出錯(cuò)信息。error使用的形式如下：error 出錯(cuò)信息“出錯(cuò)信息”是一個(gè)字符序列。當(dāng)遇到error指令時(shí)，編譯器顯示其后面的“出錯(cuò)信息”，并中止對(duì)程序的編譯。編譯指令可嵌套，嵌套規(guī)則和編譯器對(duì)其的處理方式與C++的if預(yù)計(jì)嵌套情況類(lèi)似。關(guān)鍵字defined不是指令，而是一個(gè)預(yù)處理操作符，用于判斷一個(gè)標(biāo)識(shí)符是否已經(jīng)被define定義。如果標(biāo)識(shí)符identifier已被define定義，則defined（identifier）為真，否則為假。條件編譯指令ifdef和ifndef用于測(cè)試其后的標(biāo)識(shí)符是否被define定義，如果已經(jīng)被定義，則ifdef測(cè)試為真，ifndef測(cè)試為假；如果沒(méi)有被定義，則ifdef測(cè)試為假，ifndef測(cè)試為真。 在頭文件中使用條件編譯第五章 特殊函數(shù)和成員 對(duì)象成員的初始化可以在一個(gè)類(lèi)中說(shuō)明具有某個(gè)類(lèi)的類(lèi)型的數(shù)據(jù)成員，這些成員成為對(duì)象成員。在類(lèi)A中說(shuō)明對(duì)象成員的一般形式如下：class A {類(lèi)名1 成員名1。類(lèi)名2 成員名2。……類(lèi)名n 成員名n。}。說(shuō)明對(duì)象成員是在類(lèi)名之后給出對(duì)象成員的名字。為初始化對(duì)象成員，A類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)要調(diào)用這些對(duì)象成員所在類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，A類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)的定義形式如下：A::A(參數(shù)表0)：成員1（參數(shù)表1），成員2（參數(shù)表2），成員n（參數(shù)表n）{//其他操作}冒號(hào)“：”后由逗號(hào)隔開(kāi)的項(xiàng)目組成員初始化列表，其中的參數(shù)表給出了為調(diào)用相應(yīng)成員所在類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)時(shí)應(yīng)提供的參數(shù)。參數(shù)列表中的參數(shù)都來(lái)自“參數(shù)表0”，可以使用任意復(fù)雜的表達(dá)式，其中可以有函數(shù)調(diào)用。如果初始化列表某項(xiàng)的參數(shù)表為空，則列表中相應(yīng)的項(xiàng)可以省略。對(duì)象成員構(gòu)造函數(shù)的順序取決于這些對(duì)象成員在類(lèi)中說(shuō)明的順序，與他們?cè)诔蓡T初始化列表中給出的順序無(wú)關(guān)。析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序與構(gòu)造函數(shù)正好相反。 靜態(tài)成員簡(jiǎn)單成員函數(shù)是指聲明中不含const、volatile、static關(guān)鍵字的函數(shù)。如果類(lèi)的數(shù)據(jù)成員或成員函數(shù)使用關(guān)鍵字static進(jìn)行修飾，這樣的成員稱(chēng)為靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或靜態(tài)成員函數(shù)，統(tǒng)稱(chēng)為靜態(tài)成員。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員只能說(shuō)明一次，如果在類(lèi)中僅對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進(jìn)行聲明，則必須在文件作用域的某個(gè)地方進(jìn)行定義。在進(jìn)行初始化之前，必須進(jìn)行成員名限定。注意：由于static不是函數(shù)中的一部分，所以在類(lèi)聲明之外定義靜態(tài)成員函數(shù)時(shí)，不使用static。在類(lèi)中定義的靜態(tài)成員函數(shù)是內(nèi)聯(lián)的。類(lèi)中的任何成員函數(shù)都可以訪(fǎng)問(wèn)靜態(tài)成員。因?yàn)殪o態(tài)成員函數(shù)沒(méi)有this指針，所以靜態(tài)成員函數(shù)只能通過(guò)對(duì)象名（或指向?qū)ο蟮闹羔槪┰L(fǎng)問(wèn)該對(duì)象的非靜態(tài)成員。靜態(tài)成員函數(shù)與一般函數(shù)有如下不同：（1）可以不指向某個(gè)具體的對(duì)象，只與類(lèi)名連用。（2）在沒(méi)有建立對(duì)象之前，靜態(tài)成員就已經(jīng)存在。（3）靜態(tài)成員是類(lèi)的成員，不是對(duì)象的成員。（4）靜態(tài)成員為該類(lèi)的所有對(duì)象共享，它們被存儲(chǔ)于一個(gè)公用的內(nèi)存中。（5）沒(méi)有this指針，所以除非顯式地把指針傳給它們，否則不能存取類(lèi)的數(shù)據(jù)成員。（6）靜態(tài)成員函數(shù)不能說(shuō)明為虛函數(shù)。（7）靜態(tài)成員函數(shù)不能直接訪(fǎng)問(wèn)非靜態(tài)函數(shù)。靜態(tài)對(duì)象具有如下性質(zhì)：（1）構(gòu)造函數(shù)在代碼執(zhí)行過(guò)程中，第一次遇到它的時(shí)候變量定義時(shí)被調(diào)用，但直到整個(gè)程序結(jié)束之前僅調(diào)用一次。（2）析構(gòu)函數(shù)在整個(gè)程序退出之前被調(diào)用，同樣也只調(diào)用一次。 友元函數(shù)有時(shí)兩個(gè)概念上相近的類(lèi)要求其中一個(gè)類(lèi)可以無(wú)限制地存取另一個(gè)類(lèi)的成員。友元函數(shù)解決了這類(lèi)難題。友元函數(shù)可以存取私有成員、公有成員和保護(hù)成員。其實(shí)，友元函數(shù)可以是一個(gè)類(lèi)或函數(shù)，尚未定義的類(lèi)也可以作為友元引用。為本類(lèi)聲明一個(gè)友元函數(shù)，這時(shí)，雖然在類(lèi)中說(shuō)明它，但它并不是類(lèi)的成員函數(shù)，所以可以在類(lèi)外面像普通函數(shù)那樣定義這個(gè)函數(shù)。雖然友元函數(shù)是在類(lèi)中說(shuō)明的，但函數(shù)的定義一般在類(lèi)之外，作用域的開(kāi)始點(diǎn)在它的說(shuō)明點(diǎn)，結(jié)束點(diǎn)和類(lèi)的作用域相同。友元說(shuō)明可以出現(xiàn)于類(lèi)的私有或公有部分。因?yàn)橛言f(shuō)明也必須出現(xiàn)于類(lèi)中，所以應(yīng)將友元看作類(lèi)的接口的一部分。使用它的主要目的是提高程序效率。友元函數(shù)可以直接訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)對(duì)象的私有程序，因而省去調(diào)用類(lèi)成員函數(shù)的開(kāi)銷(xiāo)。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：類(lèi)的設(shè)計(jì)者不必在考慮號(hào)該類(lèi)的各種可能使用情況之后再設(shè)計(jì)這個(gè)類(lèi)，而可以根據(jù)需要，通過(guò)使用友元增加類(lèi)的接口。但使用友元的主要問(wèn)題是：它允許友元函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象的私有成員，這破壞了封裝和數(shù)據(jù)隱藏，導(dǎo)致程序的可維護(hù)性變差，因此在使用友元時(shí)必須權(quán)衡得失。注意：友元函數(shù)可以在類(lèi)中聲明時(shí)定義。如果在類(lèi)外定義，不能再使用friend關(guān)鍵字。一個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)（包括構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)）可以通過(guò)使用friend說(shuō)明為另一個(gè)類(lèi)的友元?？梢詫⒁粋€(gè)類(lèi)說(shuō)明為另一個(gè)類(lèi)的友元。這時(shí)，整個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)均具有友元函數(shù)的性能。聲明友元關(guān)系簡(jiǎn)化為“friend class 類(lèi)名；”需要注意的是，友元關(guān)系是不傳遞的，即當(dāng)說(shuō)明類(lèi)A是類(lèi)B的友元，類(lèi)B又是類(lèi)C的友元時(shí)，類(lèi)A卻不是類(lèi)C的友元。這種友元關(guān)系也不具有交換性，即當(dāng)說(shuō)明類(lèi)A是類(lèi)B的友元時(shí)，類(lèi)B不一定是類(lèi)A的友元。當(dāng)一個(gè)類(lèi)要和另一個(gè)類(lèi)協(xié)同工作時(shí)，使一個(gè)類(lèi)稱(chēng)為另一個(gè)類(lèi)的友元是很有用的。友元聲明與訪(fǎng)問(wèn)控制無(wú)關(guān)。友元聲明在私有區(qū)域進(jìn)行或在公有區(qū)域進(jìn)行是沒(méi)有太大區(qū)別的。雖然友元函數(shù)的聲明可以置于任何部分，但通常置于能強(qiáng)調(diào)其功能的地方以使其直觀。對(duì)友元函數(shù)聲明的惟一限制是該函數(shù)必須出現(xiàn)在類(lèi)聲明內(nèi)的某一部分。 const對(duì)象可以在類(lèi)中使用const關(guān)鍵字定義數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)或修飾一個(gè)對(duì)象。一個(gè)const對(duì)象只能訪(fǎng)問(wèn)const成員函數(shù)，否則將產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤。常量成員包括常量數(shù)據(jù)成員、靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員和常引用。靜態(tài)常數(shù)據(jù)成員仍保留靜態(tài)成員特征，需要在類(lèi)外初始化。常數(shù)據(jù)成員和常引用只能通過(guò)初始化列表來(lái)獲得初值。使用引用作為參數(shù)，傳送的是地址。但有時(shí)僅希望將參數(shù)的值提供給函數(shù)使用，并不允許函數(shù)改變對(duì)象的值，這時(shí)可以使用常引用作為參數(shù)。在對(duì)象名前使用const聲明常量對(duì)象，但聲明時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行初始化，而且不能被更新。定義的語(yǔ)法如下：類(lèi)名 const 對(duì)象名（參數(shù)表）；可以聲明一個(gè)成員函數(shù)為const函數(shù)。一個(gè)const對(duì)象可以調(diào)用const函數(shù)，但不能調(diào)用非const成員函數(shù)。const放在函數(shù)聲明之前意味著返回值是常量，但這不符合語(yǔ)法。必須將關(guān)鍵字const放在參數(shù)列表之后，才能說(shuō)明該函數(shù)是一個(gè)const成員函數(shù)。聲明常成員函數(shù)的格式如下：類(lèi)型標(biāo)識(shí)符 函數(shù)名（參數(shù)列表） const。為了保證不僅聲明const成員函數(shù)，而且確實(shí)也定義為const函數(shù)，程序員在定義函數(shù)時(shí)必須重申const聲明。也就是說(shuō)，const已經(jīng)成為這種成員函數(shù)識(shí)別符的一部分，編譯器和連接程序都要檢查const。定義格式如下：類(lèi)型標(biāo)識(shí)符 類(lèi)名::函數(shù)名（參數(shù)列表）const{//函數(shù)體}const位于函數(shù)參數(shù)表之后，函數(shù)體之前。也可以在類(lèi)中用內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義const函數(shù)。類(lèi)型標(biāo)識(shí)符 函數(shù)名（參數(shù)列表）const{//函數(shù)體}在定義成員函數(shù)時(shí)，函數(shù)體之前加上const可以防止覆蓋函數(shù)改變數(shù)據(jù)成員的值。在常成員函數(shù)里，不能更新對(duì)象的數(shù)據(jù)成員，也不能調(diào)用該類(lèi)中沒(méi)有用const修飾的成員函數(shù)。如果將一個(gè)對(duì)象說(shuō)明為常對(duì)象，則通過(guò)該對(duì)象只能調(diào)用它的const成員函數(shù)，不能調(diào)用其他成員函數(shù)。注意：用const聲明static成員函數(shù)沒(méi)有什么作用。在C++中聲明構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)時(shí)使用const關(guān)鍵字均是非法的，但有些C++的編譯程序并不給出出錯(cuò)信息。volatile關(guān)鍵字的使用方法與const類(lèi)似，但因其很少用，此處不介紹。 數(shù)組和類(lèi)編譯器調(diào)用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造函數(shù)建立數(shù)組的每一個(gè)分量。如果找不到合適的構(gòu)造函數(shù)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤信息。 指向類(lèi)成員函數(shù)的指針對(duì)象是一個(gè)完整的實(shí)體。為了支持這一封裝，C++包含了指向類(lèi)成員的指針?？梢杂闷胀ㄖ羔樤L(fǎng)問(wèn)內(nèi)存中給定類(lèi)型的任何對(duì)象，指向類(lèi)成員的指針則用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)特定類(lèi)的對(duì)象中給定類(lèi)型的任何成員。C++既包含指向類(lèi)數(shù)據(jù)成員函數(shù)的指針，又包含指向成員函數(shù)的指針。他提供一種特殊的指針類(lèi)型，指針指向類(lèi)的成員，而不是指向該類(lèi)的