Introduction to class and object

[cugwhp]

Introduction to class and object

1. 从面向过程到面向对象

以计算三角形的边长和面积为例，用代码的实现，演进面向过程与面向对象的区别。

1. 按照题目要求，顺序写出程序如下所示。

// main.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
    float    a, b, c;
    cin >> a >> b >> c;
    if (a+b>c && a+c>b && b+c>a && a>0 && b>0 && c>0)
    {
        float    fPerimeter = a+b+c;
        cout << "Perimeter is " << fPerimeter << endl;

        fPerimeter /= 2.;
        float    fArea = sqrt(fPerimeter*(fPerimeter-a)*(fPerimeter-b)*(fPerimeter-c));
        cout << "Area is " << fArea << endl;
    }
    else
    {
        cerr << "Invalidate Triangle." << endl;
    }
}

2. 如果程序改为有若干个三角形，要统计边长和数组，上述的代码的复用就显得比较麻烦。此时，我们考虑到函数的封装性，将若干条语句封装到一起，构成一个具有一定独立功能的函数，便是函数。

分析上述的代码，我们可以归纳出3个函数：

• 判断边长a,b,c是否能构成三角形，bool isTriangle(float, float, float);
• 计算周长， float getPerimeter(float, float, float);
• 计算面积， float getArea(float, float, float);
  按照此方式，代码重构为：
• 函数定义

// Triangle.h
#pragma once
bool isTriangle(float, float, float); //判断边长a,b,c是否能构成三角形
float getPerimeter(float, float, float); //计算周长
float getArea(float, float, float);   //计算面积

• 函数实现

//Triangle.cpp
#include "Triangle.h"
#include <cmath>

//判断边长a,b,c是否能构成三角形
bool isTriangle(float a, float b, float c)
{
    return (a+b>c && a+c>b && b+c>a && a>0 && b>0 && c>0);
}

//计算周长
float getPerimeter(float a, float b, float c)
{
     if (isTriangle(a, b, c)
    {
         return (a+b+c);
    }
    return 0.0f;
}

//计算面积
float getArea(float a, float b, float c)
{
    if (isTriangle(a,b,c)
	{
		float s = getPerimeter(a,b,c).;
       return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
	}
	return 0.0f;
}

• 主函数

// main.cpp
#include <iostream>
#include "Triangle.h"
using namespace std;
int main()
{
    float    a, b, c;
    cin >> a >> b >> c;
    if (isTrangle(a,b,c)
    {
        cout << "Perimeter is " << getPerimeter(a, b, c) << endl;

        cout << "Area is " << getArea(a, b, c) << endl;
    }
    else
    {
        cerr << "Invalidate Triangle." << endl;
    }
}

2. 对象封装

• 从对象的封装入手，我们先将函数打包在一起变为一个对象，那么代码就变为：
• 对象定义

// Triangle.h
#pragma once
class Triangle
{
public:	//only public function can be called	
	bool isTriangle(float, float, float); //判断边长a,b,c是否能构成三角形
	float getPerimeter(float, float, float); //计算周长
	float getArea(float, float, float);   //计算面积
}

• 函数实现

//Triangle.cpp
#include "Triangle.h"
#include <cmath>

//判断边长a,b,c是否能构成三角形
bool Triangle::isTriangle(float a, float b, float c)
{
    return (a+b>c && a+c>b && b+c>a && a>0 && b>0 && c>0);
}

//计算周长
float Triangle::getPerimeter(float a, float b, float c)
{
     if (isTriangle(a, b, c)
    {
         return (a+b+c);
    }
    return 0.0f;
}

//计算面积
float Triangle::getArea(float a, float b, float c)
{
    if (isTriangle(a,b,c)
	{
		float s = getPerimeter(a,b,c).;
       return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
	}
	return 0.0f;
}

• 主函数

// main.cpp
#include <iostream>
#include "Triangle.h"
using namespace std;
int main()
{
    float    a, b, c;
    cin >> a >> b >> c;
	
	//因为函数封装到class Triangle，因此函数调用的方式要通过对象
	//同时，函数能被调用，必须要函数的访问权限是public
	Triangle	t;
    if (t.isTrangle(a,b,c)
    {
        cout << "Perimeter is " << t.getPerimeter(a, b, c) << endl;

        cout << "Area is " << t.getArea(a, b, c) << endl;
    }
    else
    {
        cerr << "Invalidate Triangle." << endl;
    }
}

因为a,b,c也是对象的一部分，我们也可以将a,b,c封装到对象内部，就构成一个有函数+变量组合而成的对象。

// Triangle.h
#pragma once
class Triangle
{
public:	//only public function can be called	
	bool isTriangle(float, float, float); //判断边长a,b,c是否能构成三角形
	bool isTriangle();
	float getPerimeter(float, float, float); //计算周长
	float getPerimeter();
	float getArea(float, float, float);   //计算面积
	float getArea();
	
	bool setTriangle(float, float, float);	//设置三角形的边长
	
	float	a, b, c;	//三角形边长a,b,c
}

Triangle.cpp的实现代码可以在上述基础上做修改即可。

这样的好处是，变量a,b,c在class内部是共享的，任何的成员函数都可以访问a,b,c。这样:

float getPerimeter(float, float, float);	//可以改为
float getPerimeter();

3. 对象的访问权限