C++程式設計Basic

Object Oriented Design
using C++

More emphasis is given on data rather than procedure
Programs are divided into objects
Classes are designed such that they characterize the objects
The data and the functions that can operate on the data are
tied together.
Data is hidden and cannot be accessed by external functions.
New data and functions can be added whenever required.
Follows bottom-up Design approach.
Object Oriented Programming
2

C++ language was developed by Bjarne Strousstrup at
AT & T Bells Laboratories in early 1980’s
He thought of a language which can have object
oriented features as well as it can retain the simplicity
of C language.
3
Bjarne Strousstrup

Initially the language was names as ‘C with classes’.
However, later in 1983 the name was changed to C+
+.
C++ almost supports all the C functionalities with
some new functionalities like classes, inheritance,
function overloading, operator overloading. These
features of C++ enable creating abstract data types,
inherit properties from existing data types etc.
4

Class 主題即是 Data 及 Function
class 是定義在 .h 內 , 方便別人使用 class 的定
義
What is Class ?
6

Class
7
Private: 只有 class 內部能存取 , 因為別人看不到
Public: 開放給外面人的存取介面 ,
所以要設計 " 成員函式 " 以存取 private 的資料
private:
data
function
public:
data
function
Access

C 屬於 procedure ( 程序 ) oriented 而 C++ 屬於
Object ( 資料 ) Oriented
C 會將問題分成多個 procedure ( 即一堆 C 函式 )
來處理 , 函式要用到資料時 , 可以簡單宣告成為
global
9

Constructor & Destructor in class inheritance
10
class B
class A
A();
~A()
B();
~B()
A()-->B()-->~(B)-->~A()

一個基底類別的物件指標，可以用來指向其衍生類別物
件而不會發生錯誤 ; 衍生類別的指標並不能存取基底類別
的成員
類別指標
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class B
class A
data
function()
data;
function();
class A oA, *pA;
class B oB, *pB;
pA=&oA;
pA=&oB;
pB=&oA; //error
pB=&oB;
class A
data
function()
指標所指的位置就是會使用到的類別資料或函式

Class public Inheritance
12
1. code re-usable : data, function 出現在
base class, 則 derived class 也會有一份。
2. 若 derived class 的 data 使用了和 base
class
相同的名稱 , 則 derived class 存取 base
class 的同名變數，需要使用 :: 明確指定是存
取 base class 的變數
3. 若 derived class 的 function 使用了和 base
class 相同的名稱 , 則 derived class 呼叫
base class 的同名函式，需要使用 :: 明確指
定是呼叫 base class 的函數
4. derived class 的 function 使用了和 base
class 相同的名稱 , 表示要進行 function
overloading
private:
data
function
public:
data A
function
public :
private :
data B
function
data A
function
visible to
derived class object

Class private Inheritance
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1. 繼承方式不同 , 使得 derived class 有
不同的 visibility, 產生出不同的存取權
限
2. 以 private 繼承 , 繼承的東成為
Private, 便不能直接存取 / 呼叫 , 只能
藉由成員函式來操作 private 的內容物
Class A *p;
Class B ob;
Class A* p=&ob; --> error
private:
data
function
public:
data
function
public :
private :
data
function
data
function
invisible to
derived class object
class A
class B

多型 (polymorphism) 的概念，代表的是能夠在執
行階段，定義可供用戶端使用，具有不同功能但
名稱完全相同之方法或屬性的類別，
Polymorphism
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靜態繫結（ Static binding) 為 Early binding ，編譯
時就可以決定函式的呼叫對象，它們的呼叫位址
在編譯時就可以得知
動態繫結 (Dynamic binding) 為 Late binding ，執
行時期才會得知所要調用的物件或其上的公開介
面。
• C++ 利用虛擬函式（ Virtual function ）可以實現「執
行時期」的多型支援
Static vs dynamic binding
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在 C++ 多型實現 Polymorphism : 類別繼承及虛
擬函式的定義與實作
一個含有虛擬函式的類別被稱為「多型的類別」
（ Polymorphic class ）
虛擬函式 : 執行時期的「多型」，「一個介面，
多種函式」以實現同中求異的機制
當一個基底類別型態的指標指向一個含有虛擬函
式的衍生類別，您就可以使用這個指標來存取衍
生類別中的虛擬函式
Polymorphism
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A virtual function is a member function that is
declared within a base class and redefined by a
derived class.
虛擬函式 (virtual function) 的意義是此函式在父類
別是虛構的，需要子類別提供實作版本
當程式中以父類別的指標使用子類別的 instance
的函式成員的時候，會喚起的會是這些子類別自行
提供的版本。換句話說，這些在父類別被宣告為虛
擬 (virtual) 的函式，在父類別中的原型宣告可說是
一種程式介面 (interface) 的定義，而子類別所提供
的實作版本則稱為這些函式成員的實現 (realize)
虛擬函式
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以父類別 ( 基礎類別 ) 的指標指向子類別 ( 衍生類
別 ) ，呼叫父類別中定義的虛擬函式，會呼叫到
子類別的實作版本
虛擬函式的函式指標會被放在類別的虛擬函式表
當中。
父類別 ( 基礎類別 ) 與子類別 ( 衍生類別 ) 應做好
權責劃分，以避免子類別設計者不小心設計了父
類別的非虛擬同名函式。
如果你的類別可能被繼承，解構函式宣告為虛擬
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Virtual function call is resolved at run-time
(dynamic binding) whereas the non-virtual member
functions are resolved at compile time (static
binding)
Every entry in the virtual table is a pointer that
points to the derived function that is accessible by
that class. A hidden pointer is added by a compiler
to the base class which in turn calls *_vptr which is
automatically set when an instance of the class is
created and it points to the virtual table for that
class.
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