软件设计II：类与对象详解 - 创建、成员函数与内存管理

本教学课件深入探讨了软件设计中的核心概念——类与对象，共分为五个主要章节。在第五章“Classes and Objects”中，学员将系统学习如何定义和使用这些关键概念。 首先，在§5.1 "Specifying a Class"部分，课程介绍了对象和类的概念。对象是对现实世界实体的抽象，它结合了状态（state）和行为（behavior）。类则是程序员自定义的数据类型，用于声明对象。例如，通过类"item"的定义，我们可以看到一个类包含私有变量（如成员变量radius和cost，其中cost默认为私有）和公共方法（如getdata和putdata），如`class item { int number; float cost; public: void getdata(int a, float b); void putdata(); }`。在这里，我们区分了数据类型（如int和float）与变量的使用，以及类与对象的关系。 在§5.2 "Defining Member Functions"中，重点在于详细讲解如何定义类的方法（member functions），这些函数可以操作类的对象，实现特定的功能。这部分可能涉及函数的参数传递、访问控制（如公有和私有）以及与静态成员的区别。 接着，§5.3 "Memory Allocation and Static Members"部分讨论了内存分配策略，包括非静态成员（每个对象都有自己的实例）和静态成员（类的所有对象共享）。理解何时选择哪种类型对优化程序性能至关重要。 §5.4 "Passing Objects to/from Functions"涉及到对象的传递，即如何在函数间传递类的对象，以及可能的封装和效率问题。这包括理解值传递（pass by value）和引用传递（pass by reference/pointer）的异同。 最后，§5.5 "Friendship"探讨了友元关系（friendship），这是允许特定函数或类访问其他类私有成员的一种特殊机制，增强了代码的灵活性和可扩展性。 本章内容旨在帮助学生掌握类的设计原则，了解对象的创建和使用，以及相关的内存管理与函数交互技术。通过这些知识点的学习，他们能够更好地构建复杂软件系统，实现面向对象编程的核心理念。