C++面向对象编程基础：从结构化程序设计到OOP

"该资源是一份关于C++面向对象编程的课程课件，主要介绍了C++语言中的简单程序设计，并涉及面向对象程序设计的基本概念，包括对象、类、数据抽象、封装、继承和多态性。同时，对比了面向对象程序设计与结构化程序设计的差异，强调了面向对象编程的特性：封装、继承和多态性，并通过实例展示了面向过程程序设计的方法和步骤。" 在C++编程中，一个简单的程序通常包括包含头文件、主函数以及输出语句。在这个例子中，程序使用`#include<iostream.h>`包含了输入输出流库，使得能够进行标准输入输出操作。主函数`main()`是程序执行的起点，其函数体内部的`cout<<“I am a student.\n”;`语句利用输出流对象`cout`在屏幕上打印出"I am a student."这个字符串。分号`;`在这里表示语句的结束。 面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，OOP）是一种以对象为中心的编程范式，它结合了数据（数据结构）和操作数据的方法（算法），形成一个整体——对象。与传统的结构化程序设计不同，面向对象编程强调的是数据和操作数据的方法的封装在一起，而不是将数据和处理过程分离。 OOP的四个基本概念包括： 1. **对象**：对象是类的实例，具有特定属性（数据成员）和行为（成员函数）。 2. **类**：类是创建对象的蓝图，定义了一组具有相同属性和行为的对象的模板。 3. **数据抽象**：通过提供公共接口隐藏对象的内部细节，只暴露必要的信息给外部使用，从而保护数据不受非法访问。 4. **封装**：封装是将数据和操作这些数据的方法绑定在一起，作为独立的实体，提高代码的复用性和安全性。 5. **继承性**：继承允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和行为，实现代码重用和分类层次结构。 6. **多态性**：多态性使得不同的对象可以对同一消息做出不同的响应，增强了程序的灵活性。 结构化程序设计（Structured Programming, SP）是面向过程的，侧重于将大问题分解为可管理的小模块，每个模块包含数据结构和处理这些结构的函数。这种方法虽然有助于解决复杂问题，但在处理大型软件项目时，模块间的依赖关系可能导致维护困难和低重用性。 对比面向过程编程，面向对象编程更注重于对象，而不是过程。程序不再是由一系列独立的函数组成，而是由相互协作的对象构成。在面向对象编程中，程序设计是从数据的角度出发，数据和操作数据的函数被封装在对象内，这种设计方式使得代码更加模块化，易于维护和扩展。 例如，统计一组整数中正数和负数个数的任务，面向过程编程可能会将数据结构（整数数组）和处理过程（统计正负数）分开考虑，而面向对象编程则可能创建一个`IntegerCounter`类，该类包含数据成员（正数和负数计数器）以及方法（如`countPositive()`和`countNegative()`），通过对象的实例来完成统计工作，使得代码结构更加清晰，可读性更强。 面向对象编程为软件开发提供了更强大的工具，特别是在大型项目中，其优势在于提高了代码的重用性、可维护性和灵活性。