8面向对象编程.docx
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8面向对象编程
面向对象编程应用示例
1．类概念与定义
面向对象编程本质是利用一种包装技术，将复杂，不符合习惯的操作过程加以包装，向编程人提供简单的，符合习惯的表达形式，来完成编程。
面向对象编程，涉及到二个基本术语：
对象（object）,类（class）。
对象（object）：
具体的，个体的概念。
类（class）：
抽象的，总体的的概念。
例如：
整数是一个类（class）。
1，1，2，4，123，875是整数类重的对象（object）。
对象（object）,类（class）在生活中不是一个生疏的概念，类（class）的产生是一个抽象的过程。
具有一个共同的特征的一群事物即可构成一个类。
的对象（object）,类（class）的概念往往是一个“反抽象的过程”。
生活中，一般是先有“对象”，后有“类”的。
面向对象编程中往往是先定义“类”，在有类去产生“对象”。
生活中的对象（object）,类（class）的表达，类（class）是一种概念，存与思想中，对象（object）是具体的事物可以存与现实中或思想中。
面向对象编程中的对象（object）,类（class）的表达必须存放在内存中。
例本例演示matlab定义类的基本方法。
（1）本例定义的类描述如下：
对于任何一个输入的对象，确定一个类对象，记录其类别，内容。
例如，输入矩阵
，取名为'MD',则被纪录的类别是double，内容是矩阵本身。
定义的类要有名称，可以查到。
（2）本例定义的类取名为‘objcls',其结构如下：
类别:
objcls
结构:
以序为数据；数据类型
类的要素：
类名（虚）、类结构、对象（实）、对象名、对象构成元。
以下程序（objcls.m）定义了这个类。
定义类的程序必须存于特殊的路径下。
本例的类路径是‘\matlab\work\@objcls'
functiond=objcls（x）
superiorto（'double','sparse','struct','cell','char','inline','sym'）;
num=nargin;%输入的项目个数，最大数目不超过定义的数目，objcls（a,b,c,d,e）最大数目是5。
switchnum
case0
d.value=[];
d.name='empty';
d=class（d,'objcls'）;
case1
d.value=x;
d.name=class（x）;
d=class（d,'objcls'）;
otherwise
error（'Toomanyarguments.'）;
end
在matlab环境下，运行以下指令，则可以定义此类的的一个具体的对象mm。
p=[1,2;3,4];
q=class（p）;
mm=objcls（p）
name=double
value=12
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第三条指令，显示了类对象，但对于用户自己定义的类，matlab并不提供显示，必须有类的定义者自己编显示程序。
matlab规定，类的显示程序统一取名‘display.m'与类定义程序放在同一路径之下。
因此，定义类至少有二个程序组成：
1。
类定义程序、2。
类显示程序display。
本例定义的类的显示程序display如下：
functiondisplay（d）
ifnargin==1
fprintf（'name='）;disp（d.name）
fprintf（'value='）;disp（d.value）
elseiferror（'absentornonthisclass'）
end
display（mm）
name=double
value=12
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2.重载运算
对于新类的对象，其运算与操作一般是自己特有的，运算符可以是通用的，运算与操作要有类自己决定。
例如加法，运算与操作符是'add'、'+'、'plus'等。
通过和‘helpplus’可以得到多个'plus.m'指令。
sym/plus.m：
符号加法
demtseries/plus.m:
金融工具箱中的时间加法
mf/plus.m：
模糊运算的加法
zpk/plus.m：
零极点加法
tf/plus.m：
传递函数加法
等等。
到c:
\matlab\toolsbox\symbols\可以看到'@sym'符号类的定义目录，再进入'@sym'可以发现有关符号的运算的定义，其中就有'plus.m'的符号运算加法运算指令。
到c:
\matlab\toolsbox\fuzzy\可以看到'@mf'符号类的定义目录，再进入'@mf'可以发现有关符号的运算的定义，其中就有'plus.m'的模糊运算的加法运算指令。
在作加法时，首先判别对象，再到相应的路径下体取指令，作相应的运算。
这叫重载运算，指令叫重载函数。
对本例编制一个加法，来理解和体会“重载运算，重载函数”
1）确定加法的意义和法则
objcls类有二个项目，数据d和数据类型t，设为d1,d2位二个objcls类的对象，表达为d1（a1,t1）,d2（a2,t2）。
由于d1,d2的类型多不一样，d1+d2的意义和法则必须有类的设计者来确定。
定义d1+d2是objcls类设为d3（a3,t3）,a3为'cell，t3为2×1元胞矩阵。
如：
d1=（double,（2,3,4））;d2=（char,'asasas'）
d1+d2=
编制程序
因此定义一种新的类，他的有关运算与操作必须一同定义下来，但'display.m'是必要有的。
functiond=plus（a,b）
av=a.value;
bv=b.value;
if~strcmp（a.name,'cell'）
av={a.value};
end
if~strcmp（b.name,'cell'）
bv={b.value};
end
d.value=[av;bv];
d.name=class（d.value）;
d=class（d,'objcls'）;
p=[2,3,4];
mm=objcls（p）;
q='asasas';
nn=objcls（q）;
bb=mm+nn
typename=
double
typename=
char
name=cell
value=[1x3double]
'asasas'
查看bb的类别、内容：
1）读出bb的分项
编制如下程序：
function[rn,rv]=readobjcls（d）
ifnargin==1
rn=d.name;
cs=class（rn）;
switchcs
case'cell'
rv=d.value;
case'double'
rv=d.value;
case'char'
rv=d.value;
end
elseiferror（'absentornonthisclass'）
end
[rn,rv]=readobjcls（bb）
rn=
cell
rv=
[1x3double]
'asasas'
2）读出value的分项，name和value
functionreadvalue（d）
ifnargin==1
rn=d.name;
rv=d.value;
crv=class（rv）;
switchcrv
case'cell'
display（rv）
case'char'
display（rv）
case'double'
display（rv）
end
else
error（'absentornonthisclass'）
end
na=readobjcls（bb）
readvalue（bb）
na=
cell
rv=
[1x3double]
'asasas'
2．类的继承与应用
类的继承性（Inheritance）是面向对象编程的最重要的特性之一。
在创建新类时，利用这个特性，1）可以充分体现新类和其他类之间“逻辑”或“物理”上的内在关系，2）可以简化代码、提高软件的重复使用性。
减少工作量又提高软件质量。
与类的继承性有关的概念：
子类、父类
子类（childclass）：
1）.通过继承，得到一个或多个父类的结构架（structure），和相应的方法（methods&operations）,2）通过自定义新的结构架（structure），和相应的方法（methods）得到自己特有的特点。
matlab如何实现子类对父类的继承，又如何实现子类自定义新的结构架和相应的方法？
下面用例子说明。
上面已经定义了objcls类，通过对objcls的继承产生新的类objclsson。
1）建立路径'@objclsson'
2）输入如下程序
functionds=objclsson（x）
superiorto（'double','sparse','struct','cell','char','inline','sym'）;
d.value=x;%定义类objclsson
d.name=class（x）;%
d.sign='ok';%添加新内容
num=nargin;
ifnum==1
g=objcls（x）;
ds=class（d,'objclsson',g）;%继承objcls类的所有功能（DISPLAY;运算规则的等）
else
error（'Toomanyarguments.'）;
end
用类定义建立如下objclsson类对象
dd=objclsson（[1,2]）
name=double
value=12
objclsson类中的d.value，d.name成分的加法已经从objcls类得到了继承。
对于类的新成分d.sign的'+'运算要在PLUS中再加以定义。
dd1=objclsson（[1,2]）;
dd2=objclsson（[3,4]）;
dd1+dd2
name=cell
value=[1x2double]
[1x2double]
运行如下指令，产生类objclsson的对象nn。
p=[1,2;3,4];
nn=objclsson（p）;
d=
value:
[2x2double]
name:
'double'
sign:
'ok'
检查nn的类名，显示nn的内容。
objclsson从objcls的继承了d.value，d.name成分的显示功能，由于没有对@objclsson编辑d.sign的'display',因此无法显示d.sign成分。
健入‘nn’，即可看到nn的内容。
class（nn）
nn
ans=
objclsson
name=double
value=12
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3）图形用户界面（GUI）类
（1）菜单的定义与调用，程序名:
mm.m
%菜单的定义与调用
clfreset
%set（H_fig,'MenuBar','none'）;
set（gcf,'menubar',menubar）;
h_menu=uimenu（'label','Option'）;%产生顶层菜单项Option
h_sub1=uimenu（h_menu,'label','Axison'）;%产生Axison菜单项，由缺省设置而使能
h_sub2=uimenu（h_menu,'label','Axisoff',...
'enable','off'）;%产生Axisoff菜单项，但失能
h_sub3=uimenu（h_menu,'label','Gridon',...
'separator','on','visible','off'）;%产生与上分隔的Gridon菜单项，但不可见
h_sub4=uimenu（h_menu,'label','Gridoff',...
'visible','on'）;%产生Gridoff菜单项，但不可见
h_sub5=uimenu（h_menu,'label','回调操作',...
'visible','on'）;
set（h_sub1,'callback',[...%选中Axison菜单项后，产生回调操作
'Axison,',...%画坐标
'set（h_sub1,''enable'',''off''）,',...%Axison菜单项失能
'set（h_sub2,''enable'',''on''）,',...%Axisoff菜单项使能
'set（h_sub3,''visible'',''on''）,',...%Gridon菜单项可见
'set（h_sub4,''visible'',''on''）,']）;%Gridoff菜单项可见
set（h_sub2,'callback',[...%%选中Axisoff菜单项后，产生回调操作
'axisoff,',...%使坐标消失
'set（h_sub1,''enable'',''on''）,',...%Axison菜单项使能
'set（h_sub2,''enable'',''off''）,',...%Axisoff菜单项失能
'set（h_sub3,''visible'',''off''）,',...%Gridon菜单项不可见
'set（h_sub4,''visible'',''off''）,']）;%Gridoff菜单项不可见
set（h_sub3,'callback',[...%选中Gridon菜单项后，产生回调
'gridon,',...%画坐标分格线
'set（h_sub3,''enable'',''off''）,',...%Gridon菜单项失能
'set（h_sub4,''enable'',''on''）,']）;%Gridoff菜单项使能
set（h_sub4,'callback',[...%选中Gridoff菜单项，产生回调
'gridoff,',...%消除坐标分格线
'set（h_sub3,''enable'',''on''）,',...%Gridon菜单项使能
'set（h_sub4,''enable'',''off''）,']）;%Gridoff菜单项失能
set（h_sub5,'callback','mm1'）;%选中Gridoff菜单项，产生回调
被调用的程序:
mm1.m
mm1
a=[2,7,45,7,4,65,3,53,5,34,34,34,9];
plot（a）;
2）控件调用，程序名：
pp.m
matlab有“guid"面向对象的界面，健入‘guid’弹出编辑界面。
也可以编程实现如下：
（例）
%控件调用pp.m
clfreset%set（gcf,'unit','normalized','position',[0.1,0.4,0.85,0.35]）;%设置图形窗大小
set（gcf,'defaultuicontrolunits','normalized'）;
set（gcf,'defaultuicontrolfontsize',11）;
set（gcf,'defaultuicontrolfontname','宋体'）;
set（gcf,'defaultuicontrolhorizontal','left'）;
%set（gcf,'menubar','none'）;%删除图形窗工具条
str='石油预测';
set（gcf,'name',str,'numbertitle','off'）;%书写图形窗名
h_axes=axes（'position',[0.05,0.15,0.45,0.70],'visible','on'）;%定义轴位框位置
%uicontrol（gcf,'Style','text',...%制作静态文本框
%'position',[0.52,0.87,0.10,0.1],...
%'String','影响长度'）;
%uicontrol（gcf,'Style','text',...%制作静态文本框
%'position',[0.52,0.60,0.10,0.1],...
%'String','预测长度'）;
hslider2=uicontrol（gcf,'Style','slider',...%制作滚动杆
'position',[0.6,0.67,0.20,0.1],...
'Max',200,'Min',0,...
'sliderstep',[0.01,0.05],...
'Value',0.5）;
hslider1=uicontrol（gcf,'Style','slider',...%制作滚动杆
'position',[0.6,0.6,0.20,0.1],...
'Max',200,'Min',0,...
'sliderstep',[0.01,0.05],...
'Value',0.5）;
set（hslider1,'callback','pp1'）;
set（hslider2,'callback','pp2'）;
%'Tag','slider2'
调用程序1：
程序名：
pp1.m
%functionpp1（）
a=[5,2,3,1,2,6,1];
plot（a）
ppv=get（hslider1,'value'）;
uicontrol（gcf,'Style','text',...%制作静态文本框
'position',[0.12,0.20,0.10,0.1],...
'String',ppv）;
'Tag','slider1'
调用程序2：
程序名：
pp2.m
%functionpp2（）
a=[5,7,3,8,2,6,9];
plot（a）
ppv1=get（hslider2,'value'）;
uicontrol（gcf,'Style','text',...%制作静态文本框
'position',[0.52,0.87,0.10,0.1],...
'String',ppv1）;
'Tag','slider2'
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