第五章答案类、构造函数、拷贝构造函数、静态成员、友元

5．3 练习题解答

1．什么是类?为什么说类是一种抽象数据类型的实现?

答：类是C++语言中的一种数据类型。这种数据类型是一种封装体，它既包含有数 据结构，又包含有对这些数据所进行的若干操作。类的获得是通过对于所要解决的问题 中的客观实体的抽象，这种抽象不仅包含了它的属性，同时还有对这些属性的操作，即方 法。对实体的这种抽象可用一个标识符来表示，并可对它引用及操作，这种标识符称为 类。可见，类是抽象数据类型的一种实现。

2．类的定义格式如何?类的说明部分和实现部分各包含些什么?

答：类的定义格式包含说明部分和定义部分。类的说明部分主要有类头和类体两部 分。类头定义格式如下所示。 class＜类名＞

其中，class是关键字，＜类名＞同标识符。类体是由一对花括号括起来的若干成员， 成员中包含数据成员和成员函数，右花括号后边有一个分号。 {

〈数据成员说明〉 〈成员函数说明〉 }；

成员又分为不同的访问权限，有公有(puLlic)、私有(private)和保护(protected)3种。 类的实现部分是用来定义类中说明的成员函数(没有定义)在该部分定义。如果类中 所有成员函数都已在类体内定义了，则实现部分可以省略。 3．类的成员一般分为哪两部分?这两部分有何区别?

答：类的成员一般分为数据成员和成员函数两个部分。前一部分是用来表示状态的 数据，后一部分是用来改变状态的方法(即函数)。简单地讲，前部分是变量，后部分是函 数，后部分的函数是用来对前部分的变量进行操作的。

4．从访问权限角度如何区分不同种类的成员?它们各自的特点是什么?

答：从访问权限角度可以将类中成员分为三种：公有的，私有的和保护的。 公有成员可以被类体内外的程序所访问，它通常作为一个类体的对外接口。 私有成员只能对类体内的程序所访问，在类体外是不可见的。它是类中的被隐藏 部分。

保护成员对一般类而言视同私有成员，对派生类同公有成员。它可以被其派生类中 的程序访问。

5．作用域运算符的功能是什么?它的使用格式如何? 答：作用域运算符：：是C十十语言中的一种运算符，用来指明某个标识符的作用域，主要用于标识类中成员。使用格式如下所示。 ＜类名＞：：＜成员名＞

6．对类中数据成员的类型有何要求?“类的定义允许嵌套”这句话的具体含义是什么? 答：类中数据成员可以是C++语言所允许的任意类型，包括整型、浮点型、字符型、数 组、指针、引用等，也可以是另一个类的对象。

“类的定义允许嵌套”这句话的意思是指在一个类体内可以定义另一个类，这种类称 为嵌套类。

7．什么是对象?如何定义一个对象?对象的成员如何表示?

答：对象是类的实例。一个对象是具有某种类的类型的变量。对象是待解决问题中 实体的抽象。定义对象之前必须先定义这个对象的类，没有类的对象是不存在的。对象 定义格式如下所示。

＜类名＞＜对象名表＞； 或者

＜类名＞＜对象名＞＝＜初始值＞； ＜对象名表＞中多个对象用逗号分隔。 一个对象的成员表示如下所示。 ＜对象名＞．＜数据成员名＞； 或者

＜对象名＞．＜成员函数名＞(＜实参表＞)； 指向对象指针的成员如下所示。 ＜指针名＞一＞＜数据成员名＞； 或者

＜指针名＞一＞＜成员函数名＞(＜实参表＞)； 8．如何对对象进行初始化?

答：在定义一个对象时，系统通过调用构造函数对该对象进行初始化。例如， class A {

... ... private: int a; };

定义类A的3个对象a1，a2，a3： A a1，a2(5)，a3(8)；

创建对象al时调用的构造函数，或者设置有默认参数值的构造函数，使成员a值为0 或其他默认值。创建a2和a3时，调用一个参数的构造函数使其成员a值为5和8。 9．什么是构造函数?构造函数有哪些特点?

答：构造函数是一种特殊的成员函数，它的功能是对创建的对象进行初始化。 构造函数具有下述特点： ①该函数名字同类名；

②该函数定义时不必指定返回类型；

③该函数可以重载、可以设置默认参数；即可以无参数，又可以一个或多个参数； ④该函数是由系统在创建对象时自动调用的。 10．什么是析构函数?析构函数有哪些特点?

答：析构函数是构造函数的逆函数，它的功能是用来释放一个对象，它也是一种特殊 的构造函数。它具有如下特点：

①函数名同类名，并前边加修饰符~； ②定义该函数时不加返回类型； ③该函数无参数；

④该函数通常是系统在释放所创建对象时自动调用的。 11．什么是默认构造函数?什么是默认析构函数?

答：默认构造函数是指没有参数的那类构造函数。默认构造函数有两种：一种是用户自己定义的无参数的构造函数；另一种是用户在没有定义任何构造函数时，系统自动生成一个默认构造函数，该函数的数据成员为默认值。

在类的定义中，如果用户没有定义析构函数时，系统将自动生成一个默认的析构函数。

12．什么是拷贝初始化构造函数?它的功能和特点是什么?

答：拷贝初始化构造函数也是在创建对象时被系统调用的一种构造函数。它也是成 员函数。该构造函数是在用已知对象创建另一个对象时系统自动调用的。

拷贝初始化构造函数的名字同类名，定义时不必指出返回类型，它有一个参数，该参 数是该类的对象引用。它可与其他构造函数进行重载。

13．成员函数有什么特征?什么是内联函数?什么是外联函数?

答：成员函数是一种被说明在类体内的函数，它可以访问类体内的任何成员，包含私 有成员。成员函数可以定义在类体内，称为内联函数，也可以定义在类体外，称为外联函 数。如果定义在类体外，在前边加修饰符inline时，也是内联函数。内联函数的函数体在 编译时被替代，而不是在运行时被调用，这时可以减少函数调用时的额外开销。 成员函数具有重载性，隐藏性，可设置默认参数等特点。 l 4．什么是静态成员?静态成员的作用是什么?

答：静态成员是属于类体中的一种成员，它可分为静态数据成员和静态成员函数。 说明静态成员时，在前边加关键字static。

静态数据成员的作用相当于类中的“全局变量”，它不属于某个对象，而是属于全体对 象的。对静态数据成员初始化不用构造函数，而是在类体内使用给一般变量初始化的方 法。任何一个对象都可以改变静态数据成员，并保持被改变的值，直到下次被改变时 为止。

静态成员函数一般是用来直接操作静态数据成员的。

l 5．静态成员函数与非静态成员函数有何不同?静态成员函数的调用格式如何? 答：静态成员函数是要在说明时前边加关键字static的，非静态成员函数是除了静 态成员函数之外的成员函数。静态成员函数中可以直接引用静态数据成员，但不能直接 引用非静态成员，需要引用时要通过对象来引用。 静态成员函数的调用格式如下所示。 ＜类名＞：：＜静态成员函数名＞(＜实参表＞)；

16．什么是友元?为什么要使用友元?什么是友元函数?什么是友元类?

答：友元包含友元函数和友元类。它们被说明在类体中，但又不是该类体的成员。 使用友元的目的在于较方便地访问类体内的私有成员。友元被说明时，前边要加修饰符 friend。

友元函数是说明在类体内，可以访问该类的私有成员的一种函数，它被定义类体外， 同定义一般函数一样。

友元类是被前加friend修饰符说明在类体内的一种类，该类的所有的成员函数都是 被说明为该类的友元函数。 l 7．什么是类的作用域?

答：类的作用域就是指类的作用范围。一般地讲，类的作用域应该是该类的类体内， 称为类域，它比文件域小些，比函数域大些。由于类中成员有不同的访问权限，一般地讲， 类域比较复杂些，应该是具体情况具体分析。 18．什么是局部类?什么是嵌套类?

答：局部类是指定义在函数体内的类，即该类的所有成员都被定义在函数体内，局部 类的类名将被隐藏在该函数体内。这种类很少使用。

嵌套类是指在一个类体内又定义一个类，定义在类体内的类称嵌套类，定义它的类称 外围类。这两个类的关系是主从关系。嵌套类也很少使用。 19．对象的生存期有何不同?

答：对象的生存期是指对象的寿命。一般地讲，创建的一个对象当它的生存期结束

时，它将被释放，即调用析构函数删除它。 对象按生存期不同可分为下述几种。

(1)局部对象。定义在函数体或程序块内的对象，当退出函数体或程序块时，该对象 被析构。

(2)静态对象。定义时加修饰符static的对象，它们生存期较长，当程序结束时才被 释放。

(3)全局对象。定义在函数体外的对象，它虽定义在某个文件内，但却在程序中可 见，它的生存期也是整个程序。

20．总结本章学过了哪些类的基本知识?如何理解“类是抽象数据类型的实现”? 答：简单总结一下本章所学过的有关类的基本概念。

本章主要讲述面向对象的C++语言的封装性。封装性主要体现在类和对象上。 (1)对象是客观实体的抽象，它是数据与方法的封装。

(2)类是若干相同性质的对象的集合，它是抽象数据类型的实现。

(3)封装体内的私有成员是被隐藏的，外部程序是不可见的，只有通过该类的公有成 员函数或友元函数才能对它操作。封装体具有隐藏性，用户对隐藏的部分不必关心。 (4)封装体是对外接口或称界面，通常是用公有的成员函数作为封装体内与外界的 沟通和联系，它反映了封装体的行为和功能，用户只要关心这些接口就够了。

封装性是高度的抽象，因为它把对一件事情的“如何做”和“做什么”分开了，用户只要关心“做什么”就够了,甚至内部是如何实现的就不必关心了。 5．4 作业题解答 一、选择填空

1．在下列关键字中，用来说明类中公有成员的是( )。

A． Public B． Private C． protected D． friend 答：A。

2．下列的各种函数中，( )不是类的成员函数。

A．构造函数 B．析构函数 C．友元函数 D．拷贝初始化构造函数 答：C。

3．作用域运算符的功能是( )。 A．标识作用域的级别的 B．指出作用域的范围的 C．给定作用域的大小的

D．标识某个成员是属于哪个类的 答：D。

4．( )是不可以作为该类的成员的。 A．自身类对象的指针 B．自身类的对象 C．自身类对象的引用 D．另一个类的对象 答：B。

5．( )不是构造函数的特征。 A．构造函数的函数名与类名相同 B．构造函数可以重载

C．构造函数可以设置默认参数 D．构造函数必须指定类型说明