ObjectiveC20程序设计类.pptx

第第7章章 类类武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4合成存取器方法合成存取器方法7.2分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1局部变量局部变量7.5self关键字关键字7.6在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计3武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 现在，是时候将类的声明和定义放在单独的文件中了。如果正使用Xcode，可新建一个称为FractionTest的项目。在文件FractionTest.m中键入以下程序。代码清单7-1 主测试程序：FractionTest.m-#import“Fraction.h”int main(int argc,char*argv)autoreleasepoolFraction*myFraction=Fraction alloc init;/set fraction to 1/3myFraction setNumerator:1;myFraction setDenominator:3;/display the fractionNSLog(”The value of myFraction is:”);myFraction print;return 0;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 注意，该文件未包含Fraction类的定义，然而，它确实导入了一个称为Fraction.h 的文件。通常，类的声明（interface部分）要放在它自己的名为class.h的文件中，而类的定义（implementation部分）通常放在相同名称的文件中，但扩展名为.m。所以把Fraction类的声明放到Fraction.h文件中，把Fraction类的定义放到Fraction.m文件中。要在Xcode中完成该工作，在File菜单中选择New File。在左侧窗口中选择Cocoa。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 点击Next，键入Fraction.m作为文件名。选中Also Create Fraction.h框。该文件所在位置应该与FractionTest.m文件的文件夹相同。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 点击Finish。Xcode在项目中添加了两个文件：Fraction.h和Fraction.m。在此我们不使用Cocoa，所以将Fraction.h中的#import 改为#import 武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 代码清单7-1 接口文件Fraction.h-/Fraction.h/FractionTest/Created by Steve Kochan on 7/5/08./Copyright 2008 _MyCompanyName_.All rights reserved.#import/The Fraction classinterface Fraction:NSObjectint numerator;int denominator;-(void)print;-(void)setNumerator:(int)n;-(void)setDenominator:(int)d;-(int)numerator;-(int)denominator;-(double)convertToNum;end武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 代码清单7-1 实现文件Fraction.m-/Fraction.m/FractionTest/Created by Steve Kochan on 7/5/08./Copyright 2008 _MyCompanyName_.All rights reserved.#import“Fraction.h”implementation Fraction-(void)printNSLog(”%i/%i”,numerator,denominator);-(void)setNumerator:(int)nnumerator=n;-(void)setDenominator:(int)ddenominator=d;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件-(int)numeratorreturn numerator;-(int)denominatorreturn denominator;-(double)convertToNumif(denominator!=0)return(double)numerator/denominator;elsereturn NAN;end武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.1 分离接口和实现文件分离接口和实现文件 注意，使用以下语句将接口文件导入到实现文件中：#import“Fraction.h”这样做的目的是，是编译器知道为Fraction类声明的类和方法，同时还能确保这两个文件的一致性。还要提醒一下，一般不能在实现部分重复声明类的实例变量，所以编译器需要从Fraction.h中包含的接口部分获取信息 需要注意的另一件事是：导入的文件要用一对引号括起来，而不是尖括号字符。双引号用于本地文件（指自己创建的文件），本地文件与系统文件相对，并且它们告诉编译器在哪里找到指定的文件。使用双引号，编译器一般会首先在当前目录寻找指定文件，然后再转到其他位置查找。还要注意，测试程序FractionTest.m包括接口文件Fraction.h，而不包括实现文件Fraction.m。现在，该程序分成了三个独立的文件。对于小程序例子而言，这似乎要花费很多工作，但是，着手处理较大的程序并和其他程序员共享类的声明时，这种实用性就会变得十分明显。编译运行该文件，输出为：The value of myFraction is:1/3武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1局部变量局部变量7.5self关键字关键字7.6在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7合成存取器方法合成存取器方法7.2武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.2 合成存取器方法 从Objective-C 2.0开始，可自动生成设置函数方法和获取函数方法（统称为存取器方法）。我们到目前位置都没有介绍如何实现，原因是知道如何自己编写这些方法非常重要。第一步是在接口部分中使用property指令标志属性。这些属性通常是实例变量。在Fraction类中，两个实例变量numerator和denominator都属于此类属性。下面是新的接口部分，其中添加了新的property指令。interface Fraction:NSObjectint numerator;int denominator;property int numerator,denominator;-(void)print;-(double)convertToNum;end武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.2 合成存取器方法 注意，我们没有包括下列设置函数方法和获取函数方法的定义：numerator,denominator,setNumerator:和和setDenominator：。：。我们要让Objective-C 2.0编译器为我们自动生成这些方法。只需在实现部分中使用synthesize指令即可：#import“Fraction.h”implementation Fractionsynthesize numerator,denominator;-(void)printNSLog(”%i/%i”,numerator,denominator);-(double)convertToNumif(denominator!=0)return(double)numerator/denominator;elsereturn NAN;end武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.2 合成存取器方法 下面这还内容告诉Objective-C编译器，为两个实例变量的每个生成一对设置函数方法和获取函数方法：synthesize numerator,denominator;通常如果有成为X的实例变量，那么在实现部分包括以下会导致编译器自动实现一个获取函数方法X和一个设置函数方法setX：synthesize x;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类合成存取器方法合成存取器方法7.2具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1局部变量局部变量7.5self关键字关键字7.6在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.3 使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性 Objective-C语言允许你使用非常简便的语法访问属性。要获得myFraction中存储的numerator的值，可使用一下语句：myFraction numerator这会向myFraction对象发送numerator消息，从而返回所需的值。从Objective-C 2.0开始，可以使用点运算符编写以下等价的表达式：myFraction.numerator 一般格式为：instance.property还可以使用类似的语法进行赋值instance.property=value这等价于编写一下表达式：instance setProperty:value武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类合成存取器方法合成存取器方法7.2使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1局部变量局部变量7.5self关键字关键字7.6在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4 具有多个参数的方法具有多个参数的方法 如果有一个方法能够只用一条消息既可设置numerator同时又可设置denominator就太好了。通过列出每个连续的参数并用冒号将其连起来，就可以定义一个接受多参数的方法。用冒号链接的参数将成为这个方法名的一部分。例如：方法名addEntryWithName:andEmail:表示接受两个参数的方法，这两个参数可能是姓名和电子邮件地址。方法addEntryWithName:andEmail:andPhone:是接收以下3个参数的方法，一个姓名，一个电子邮件和一个电话号码。同时设置numerator和denominator的方法可以命名为setNumerator:andDenominator:，你可以采取以下形式：myFraction setNumerator:1 andDenominator:3;这种命名方法是首选方式，但是必须为方法指定更易阅读的名称。例如setTo:over:，通过将myFraction设置为1/3，比较这个名称和前面的名称：myFraction setTo:1 over:3;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4 具有多个参数的方法具有多个参数的方法 代码请7-2 接口文件:Fraction.h-#import/Define the Fraction classinterface Fraction:NSObjectint numerator;int denominator;property int numerator,denominator;-(void)print;-(void)setTo:(int)n over:(int)d;-(double)convertToNum;end武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4 具有多个参数的方法具有多个参数的方法 代码清单7-2 实现文件：Fraction.m-#import“Fraction.h”implementation Fractionsynthesize numerator,denominator;-(void)printNSLog(”%i/%i”,numerator,denominator);-(double)convertToNumif(denominator!=0)return(double)numerator/denominator;elsereturn 1.0;-(void)setTo:(int)n over:(int)dnumerator=n;denominator=d;end新的setTo：over：方法仅接收两个整型参数，n和d，并把它们赋值给该分数对应的域武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4 具有多个参数的方法具有多个参数的方法 代码请7-2 测试文件：mian.m-#import“Fraction.h”int main(int argc,char*argv)autoreleasepoolFraction*aFraction=Fraction alloc init;aFraction setTo:100 over:200;aFraction print;aFraction setTo:1 over:3;aFraction print;return 0;输出：100/3001/3武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4.1 不带参数名的方法不带参数名的方法 创建方法名时，参数名实际上是可选的。例如，可以如下声明一个方法：-(int)set:(int)n:(int)d;注意，和先前的例子不同，这个方法的第二个参数没有名字。这个方法名为set：，两个冒号表示这个方法有两个参数，虽然没有全部命名。要调用set：方法，可以使用冒号作为参数分隔符：aFraction set:1:3;在编写新方法时，省略参数名不是一种好的编程风格，因为它使程序很难读懂并且很不直观，特别是当使用的方法参数特别重要时更是如此。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4.2 关于分数的操作关于分数的操作 继续讨论上面提到的Fraction类。首先，编写一个方法，将一个分数与另一个分数相加，将一个方法命名为add：，并且把一个分数作为参数。这个新方法的声明如下：-(void)add:(Fraction*)f;注意参数f的声明：(Fraction*)f这条语句说明add：方法的参数类型是Fraction类，星号是必须的，所以声明：(Fraction)f是不正确的。你将把一个分数作为参数传递给add：方法。所以表达式：aFraction add:bFraction;将Fraction bFraction和Fraction aFraction相加。/add a Fraction to the receiver-(void)add:(Fraction*)f/To add two fractions:/a/b+c/d=(a*d)+(b*c)/(b*d)numerator=numerator*f.denominator+denominator*f.numerator;denominator=denominator*f.denominator;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.4.2 关于分数的操作关于分数的操作 假设将新add：方法的声明和定义添加到接口和实现文件中。代码清单7-3 测试文件：FractionTest.m-#import“Fraction.h”int main(int argc,char*argv)autoreleasepoolFraction*aFraction=Fraction alloc init;Fraction*bFraction=Fraction alloc init;/Set two fractions to 1/4 and 1/2 and add them togetheraFraction setTo:1 over:4;bFraction setTo:1 over:2;/Print the resultsaFraction print;NSLog(”+”);bFraction print;NSLog(”=”);aFraction add:bFraction;aFraction print;return 0;输出：1/4+1/2=6/8武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类合成存取器方法合成存取器方法7.2使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4self关键字关键字7.6在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7局部变量局部变量7.5武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.5 局部变量局部变量 你也许注意到1/4和1/2相加的结果显示为6/8，而不是期望的3/4。所以继续练习如何编写有关分数运算的新方法。编写一个新的reduce方法，将分数相约到它的最简形式：-(void)reduceint u=numerator;int v=denominator;int temp;while(v!=0)temp=u%v;u=v;v=temp;numerator/=u;denominator/=u;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.5 局部变量局部变量 这个reduce方法中有一些新东西：它声明了三个整型变量u，v和temp。这些变量是局部变量，意思是它们的值只在reduce方法运行时才存在并且只能在定义它们的方法中访问。从这个意义上来说，它们类似于在main例程中定义的变量；这些变量对main来说是局部变量，可以在main例程中直接进行访问，其他的方法都不能访问main中的局部变量。局部变量没有默认的初始值，所以在使用前要先赋值。reduce程序中有三个局部变量在使用之前被赋值。和实例变量不同，这些局部变量不存在于内存中，也就是，当方法返回时，这些变量的值都消失了。每次调用方法，该方法中的局部变量都是用变量声明初始化一次。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.5.1 方法的参数方法的参数 方法的参数名也是局部变量。执行方法时，通过方法传递的任何参数都被复制到局部变量中。因为方法使用参数的副本，所以不能改变通过方法传递的原值。假设有个名为calculate的方法：-(void)calculate:(double)xx*=2;.假设使用一下消息表达式来调用它：myData calculate:ptVal;执行calculate方法时，ptVal变量所含的任何值都被复制到局部变量x。所以改变calculate中x的值，对ptVal的值没有影响，只影响x变量的数据副本。如果参数是对象，可以更改其中的实例变量的值。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.5.2 static关键字关键字 在变量声明前加上关键字static，可以使局部变量保留多次调用一个方法所得的值。例如：static int hitCount=0;声明证实hitCount是一个静态变量。和其他常见局部变量不同，静态变量的初始值是0，所以前面显示的初始化是多余的。此外，它们只在程序开始执行时初始化一次，并且在多次调用方法时保存这些数值。-(void)showPagestatic int pageCount=0;.+pageCount;.静态变量用于记录该方法的调用次数。只在程序开始时局部静态变量设置为0，并且在连续调用showPage方法时获得新值。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.5.2 static关键字关键字 注意，将pageCount设置为局部静态变量和实例变量之间的区别。对于前一种情况，pageCount能记录调用showPage方法的所有对象打印页码的数目。对后一种情况，pageCount变量可以计算每个对象打印的页码数目，因为每个对象都有自己的pageCount副本。记住只能在定义静态和局部变量的方法中访问这些变量。所以即使静态变量pageCount，也只能在showPage函数中访问。可以将变量的声明移到所有方法声明的外部，这样所有的方法都可以访问它们。如：#import“Printer.h”static int pageCount;implementation Printer.end 返回关于分数的讨论，将reduce方法的代码结合到实现文件Fraction.m中。不要忘了在接口文件Fraction.h中声明reduce方法。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.5.2 static关键字关键字 代码清单7-4 测试文件FractionTest.m-#import“Fraction.h”int main(int argc,char*argv)autoreleasepoolFraction*aFraction=Fraction alloc init;Fraction*bFraction=Fraction alloc init;aFraction setTo:1 over:4;/set 1st fraction to 1/4bFraction setTo:1 over:2;/set 2nd fraction to 1/2aFraction print;NSLog(”+”);bFraction print;NSLog(”=”);aFraction add:bFraction;/reduce the result of the addition and print the resultaFraction reduce;aFraction print;return 0;输出：1/4+1/2=3/4武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类合成存取器方法合成存取器方法7.2使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4局部变量局部变量7.5在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7self关键字关键字7.6武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.6 self关键字关键字 在代码清单7-4中，我们决定在add：方法之外约简分数，还可以在add：中进行约简。然而，如何确定使用reduce方法约简的分数？我们知道如何通过变量名直接确定方法中的实力变量，但是不知道如何直接确定消息的接受者。关键字self用来指明对象是当前方法的接受者。如果在add：方法中编写：self reduce;就可以对Fraction应用reduce方法，它正是你希望的add：方法接受者。现在在add：方法中使用它。下面是修改后的结果。-(void)add:(Fraction*)f/To add two fractions:/a/b+c/d=(a*d)+(b*c)/(b*d)numerator=(numerator*f denominator)+(denominator*f numerator);denominator=denominator*f denominator;self reduce;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计第第7章章 类类合成存取器方法合成存取器方法7.2使用点运算符访问属性使用点运算符访问属性7.3分离接口和实现文件分离接口和实现文件7.1具有多个参数的方法具有多个参数的方法7.4局部变量局部变量7.5self关键字关键字7.6在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象7.7武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 我们注意到add：方法改变了接受该消息的对象值。创建新版本的add：函数，这个方法创建了一个新的分数来存储相加的结果。在这种情况下，需要向消息的发送者返回新的Fraction。下面是add：的定义：-(Fraction*)add:(Fraction*)f/To add two fractions:/a/b+c/d=(a*d)+(b*c)/(b*d)/result will store the result of the additionFraction*result=Fraction alloc init;int resultNum,resultDenom;resultNum=numerator*f.denominator+denominator*f.numerator;resultDenom=denominator*f.denominator;result setTo:resultNum over:resultDenom;result reduce;return result;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 方法的第一行是：-(Fraction*)add:(Fraction*)f;这一行说明add：方法将返回一个名为Fraction对象，并且说明它还是用一个Fraction作为参数。这个参数将与消息的接受者相加。消息的接受者同样是Fraction。和以前一样执行完加法运算后，将产生的分子和分母赋值给局部变量，然后使用一下消息表达式设置result的值：result setTo:resultNum over:resultDenom;注意在add：方法中分配给Fraction result的空间被返回，并且没有被系统释放。不能从add：方法中释放，因为add：方法的调用者需要它。因此这个方法的使用者知道返回的对象是一个新变量，并将被随后释放。代码清单7-5测试了新方法add：武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 代码清单7-5 测试文件main.m-#import“Fraction.h”int main(int argc,char*argv)autoreleasepoolFraction*aFraction=Fraction alloc init;Fraction*bFraction=Fraction alloc init;Fraction*resultFraction;aFraction setTo:1 over:4;/set 1st fraction to 1/4bFraction setTo:1 over:2;/set 2nd fraction to 1/2aFraction print;NSLog(”+”);bFraction print;NSLog(”=”);武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象resultFaction=aFraction add:bFraction;resultFraction print;/This time give the result directly to print/memory leakage here!aFraction add:bFraction print;return 0;输出：1/4+1/2=3/43/4武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 一下代码：resultFraction=aFraction add:bFraction;resultFraction print;首先发送add：消息到aFraction对象，同时将bFraction作为它的参数。该方法返回的结果存储到resultFraction中，然后通过向它发送一个print消息，显示结果。注意虽然你没有在main例程中为resultFraction分配空间，但是在程序的末尾一定要将resultFraction释放。它是由add：方法分配空间的，但是由程序员负责清除。消息表达式：aFraction add:bFraction print;看起来很不错，但是它实际上存在一个问题。因为你使用add：方法返回的Fraction类的对象，你没有办法释放add：方法创建的Fraction类对象。这是一个内存泄露的例子。如果程序中有很多这样的嵌套消息，最终这些分数的存储空间就会累加。问题的一个解决方案是将print方法返回给它的接受者，然后可以将它释放。但这有点兜圈子。一个更好的解决方案是将嵌套的消息分成两个单独的消息，和在程序中以前做的一样。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 顺便，可以在add：方法中避免使用临时变量resultNum和resultDenom。相反，单挑消息调用 result setTo:numerator*f.denominator+denominator*f.numerator over:denominator*f.denominator;将实现这个目的。并不推荐编写如此简明的代码。我们介绍本章最后一个分数。例如，考虑计算一下内容：符号是总和的缩写。代码清单7-6提示你提供不同的n值，并执行相应的计算。武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 代码清单7-6 FractionTest.m-#import“Fraction.h”int main(int argc,char*argv)autoreleasepoolFraction*aFraction=Fraction alloc init;Fraction*sum=Fraction alloc init,*sum2;int i,n,pow2;sum setTo:0 over:1;/set 1st fraction to 0NSLog(”Enter your value for n:”);scanf(“%i”,&n);pow2=2;武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象for(i=1;i=n;+i)aFraction setTo:1 over:pow2;sum2=sum add:aFraction;sum=sum2;pow2*=2;NSLog(”After%i iterations,the sum is%g”,n,sum convertToNum);return 0;输出：Enter your value for n:5After 5 iterations,the sum is 0.96875输出：Enter your value for n:10After 10 iterations,the sum is 0.999023输出：Enter your value for n:15After 15 iterations,the sum is 0.999969武汉大学国际软件学院Objective-C 2.0程序设计7.7 在方法中分配和返回对象在方法中分配和返回对象 现在，你已经开发了处理分数的一个小方法库。下面是接口文件，它是完整地列出的，所以可以看到该类实现的所有方法：#import/Define the Fraction classinterface Fraction:NSObjectint numerator;int denominator;property int numerator,denominator;-(void)print;-(double)convertToNum;-(Fraction*)add:(Fraction*)f;-(void)reduce;end