《C++面向对象软件设计及构建》文章翻译：2.3创建及操作一个对象,2.3 Creating and Operating on an Object

执行操作

在某个类的公有接口中定义的那些操作，可以在该类的任意对象上执行。继续观摩Frame 类的示例，可以通过以下代码来创建及操作一个Frame 对象：

Frame display("Test Window", 10,20, 100, 200);

display.MoveTo(50, 50);

display.Resize(200,200);

display.DrawText("Really Neat!", 50,50);

此处 ，声明了一个名为 display 的Frame 对象。 Frame 的构造函数会被隐式地调用，并且会传入声明语句中提供的参数。 在这些构造函数参数的作用下，会创建一个Frame，它的左上角位于(10,20)，它的高度和宽度分别是100 和200。

当display 对象创建完毕之后，就可以对它做操作了。在这个示例中，首先使用 MoveTo 方法来display 将对象移动到(50,50)位置，再使用 Resize 方法将这个Frame 的形状变成200 x 200 的正方形。最后，在Frame 中画出文字"Really Neat!"，它的位置是，相对于Frame 的左上角的(50,50)位置。

注意 ， "."(小数点)操作符 ，用于调用某个对象上的某个方法。因此 ， display.MoveTo(...) ，表示的是，调用 display 对象上的 MoveTo 方法。使用面向对象编程语言 的人士， 经常会这样说，“ 让display 对象移动自己 的 位置 ”， 以表 示 出 在对象上进行的操作 。 这个，反映了这样一种观点，那就是，对象 ，就是某个能够做出特定动作的实体 (例如，Frame对象知道如何 将自己移动到一个新的位置 ) 。

简单编程环境

对图形用户界面对象进行编程（例如此处的Frame 类，以及日后要说的其它类），需要用到一个编程环境，这个编程环境，与那些入门级编程课程中的编程环境有显著的不同。编程环境的不同之处，在于这样一个事实，就是，图形用户界面系统，是 事件驱动 或者说 响应 式 的系统，这就意味着，系统是由外部事件(鼠标点击、时钟变动)驱动的，它必须对这些事件做出响应。一个事件驱动或响应式的系统，其典型的生命周期如下：

1. 1.接收到通知，告知某个事件已发生。

2. 2.利用与当前系统状态相关的信息来决定，该如何对该事件做出响应。

3. 3.对该事件做出响应，具体就是，更新界面上的显示，并且改变系统的状态信息。

4. 4.返回并等待下一个通知。

当有输入信息产生，或者控制动作发生时，程序并不会读入这些输入信息或控制信息，它只是对它们的出现做出响应。下面给出一些简单示例，示例中会使用Frame 类的对象。

图形用户界面中的事件，来自两个不同的来源：一个来源是用户；另一个来源是硬件时钟。在一个典型的工作站环境中，用户通过以下方式来产生事件：移动鼠标；按下及松开鼠标按钮；或者，按下键盘上的按键。如果装有其它外设的话，用户还能够通过以下方式来产生事件：移动游戏控制杆；移动轨迹球；或者，移动虚拟现实设备(手套、头盔显示器，等等)。在我们这第一个简单的编程环境中，只会对鼠标事件做出响应。硬件时钟，能够产生时序事件，这种事件，会用于在动画式的用户界面中创建动画式组件。对于这种动画式组件，有一个简单的例子，就是，闪烁的文字，它会将用户的注意力吸引到界面上某个重要部位。在程序中，要想让文字能够闪烁的话，程序本身就必须能够测量时间的流逝。一个流式或序列式的定时器事件组，就能够提供这种能力。

此处，我们会使用一个简单的编程环境，它与那些在常见的面向对象窗口系统（它与这个东西非常近似：Java抽象窗口工具包（Java Abstract Windowing Toolkit）（事实上，它与那个东西的基本模式是等同的）。）中出现的编程环境类似。然而，最初版本的编程环境，却不是面向对象的。随着妳学习更多关于面向对象编程的知识，我们会将这个环境中的各个部分逐渐改写成更好的面向对象形式。最终，整个图形用户界面程序，都会变成由一个应用程序对象来表示。

需要注意，这个简单的环境中，并没有主程序。面向对象的编程语言，包括C++在内，都拥有一个主程序，其中定义了执行代码的起点，并且，在狠多程序中，主程序都是由应用程序开发者编写的。然而，在图形用户界面程序中（以及其它的，使用了较复杂的运行时库的程序中），主程序通常都是由运行时库的实现者来编写的，该运行时库提供了狠多的底层支持函数。

这个简单编程环境中，有4个过程函数，位于同一个文件中，文件名为Program.cc，如下所示。在那些过程函数之外，即是一个全局的作用域，在其中，可声明整个程序级别的对象(例如长期存在的Frame对象)。在这个全局作用域中，还可以定义一些用于标示应用程序当前状态的变量。在那4个过程函数中，都可对这些全局对象和全局变量做出操作。注意，这里的文件名，Program.cc，是随意选取的，它在C++或图形用户界面编程中并没有什么一般意义。

OnStart函数，仅会被调用一次。它可用于对任何的全局对象和数据进行初始化，以及，创建即将被用户看到的初始显示内容。每当系统认为，用户界面可能已经损坏、应当重绘的时候，就会调用OnPaint 方法。常见的能够触发这个函数的动作包括：窗口被移动；窗口改变大小；之前被某个窗口部分地或全部地遮挡，如今变得可见了。每当用户在Frame 对象的显示区域中点击鼠标按钮或者移动鼠标时，就会调用OnMouseEvent 函数。这个函数，有若干个输入参数：事件在其中发生的那个Frame 对象的名字；鼠标当前位置的 x 和 y 坐标；鼠标按钮的当前状态。每当时钟事件发生时，就会调用OnTimerEvent 函数。下表中，简短地说明了，在简单编程环境中，这4个函数的作用。

尽管 ，常规的（通常也是强烈的且正确的）建议中，要求避免使用全局数据，但是，存在 着两个原因，使得，在简单编程环境中需要使用全局变量。第一， 这些全局变量，只是一个临时的权宜之计 - 随着 妳学习到更多关于面向对象编程的知识，狠多（即使不是所有的） 的全局数据都会消失。此时此刻 ，我们暂时忍受这些全局数据， 以便能够开始进行基本的面向对象编程实验。第二，全局 对象 ，相比于全局 变量 来说，并不是那么讨厌。最少 ，在对象中定义了一个接口，它能保护其中 封装 的数据，不被 误 用。全局数据 就没有这种保护能力了。 进一步来说， 在构建对象之间关联关系的过程中，并不总是能够完全排 除掉全局数据的。 有些时候，那些组成关联关系的对象，必须被定义为全局数据。 打个比方，将汽车看作一个关联关系，那么，其中 的某些组件就无法隐藏起来，例如方向盘、刹车 和转向灯。

在这个简单编程环境中编写程序，就需要，提供代码 ，用于实现简单编程环境中定义的4个函数中的部分或全部。 这会产生 一个可执行程序，它会使用妳所定义的这些函数。通过编辑Program.cc文件， 即可为这4个函数提供代码。然后 ，就必须编译这个文件，并且将它链接到适当的运行时库。 这个辅助步骤， 由一个现成的“制造”（" make "）文件来完成。编辑 完Program.cc 之后，直接运行"make"命令即可 ，不带任何参数。 make程序 会创建出一个可执行文件，名为" Program " 。 为了简单起见，这里的两个名字， Program.cc 和 Program ，不可改变。

在运行的时候，使用简单编程环境开发的程序，首先会显示一个开始（Start）窗口，其中提供了一些控件，可用于：初始化程序；终止程序；以及控制某个简单定时器。下图中展示了开始窗口。其中的开始（Start）按钮，在按下之后，会调用OnStart 函数，然后，开始按钮会消失。在任何时候，可通过点击文件（File）菜单中的退出（Quit）选项来终止整个程序。定时器（Timer）菜单中，包含两个条目，分别用于开启及关闭某个定时器(即为时钟事件来源)。时钟事件的产生，会导致OnTimerEvent 函数被调用。这个定时器的时间间隔(两次定时器事件之间的间隔)，由带有"Timer Control"字样的滑动条控制。滑动条和定时器的时间单位是毫秒。滑动条的最初数值是500毫秒(半秒钟)。定时器时间间隔的取值范围是50毫秒(20分之1秒)到1000毫秒(1秒钟)。当定时器处于运行状态时，要想改变时间间隔的话，就必须，先停止定时器，再改变滑动条位置，再重新启动定时器。当定时器正在运行时，直接改变滑动条的值，并不会实际地改变定时器时间间隔。

开始窗口

简单程序

我们提供了3个简单程序，以展示这个简单编程环境。第一个程序，是一个简单的“世界妳好”（"Hello World"）程序。第二个程序，在第一个“世界妳好”程序的基础上做修改，加入对鼠标按钮点击事件的处理。第三个程序，在第二个程序的基础上做修改，加入对定时器事件的使用。

下表中展示了世界妳好程序。这个程序，包含了"Frame.h"头文件，因为它需要使用Frame 类的定义来声明一个Frame 对象，其名字为 window ，位于屏幕的(200,200)处，宽度为400 像素，高度为400 像素。当这个窗口显示出来的时候，它的标题会是"Hello World Program"。在OnStart 和OnPaint 函数中，会清空窗口（window）对象的内容，并在窗口左上角附近显示字符串"Hello World"。

第二个程序展示了如何处理鼠标事件。在这个版本的世界妳好程序中，会在用户点击鼠标左键的地方显示出字符串"Hello World!"。每当鼠标被移动或者某个鼠标按钮被点击时，就会调用OnMouseEvent 函数。在这个程序中，OnMouseEvent 函数会检查鼠标的状态，以判断，鼠标左键是否处于“按下”状态（也就是说，被按下了）。如果那个按钮是处于按下状态(表明用户点击了鼠标按钮)，那么，窗口会被清空，并将字符串"Hello World!"显示到鼠标事件发生的坐标处。OnMouseEvent 函数中的"buttonState"参数，是一个位映射。这句代码：

if( buttonState & leftButtonDown)...

即可简单地检测，表明鼠标左键被按下的那个位是否已经被设置了。如果该个位已经被设置了，则表明对应的鼠标按钮处于按下状态。此处的"leftButtonDown"，是某个枚举中的一个值，它是在文件Program.h 中定义的。其它的值包括：rightButtonDown；middleButtonDown；和isDragging。在这个程序中的另一个重要的注意事项就是，使用了由变量 lastx 和 lasty 表示的状态信息，它们会记录上次显示"Hello World!"字符串的位置。对这个状态信息进行记录是有必要的，因为，当窗口需要重绘时，需要在OnPaint 函数中知道该在窗口中的哪里放置这个字符串。注意， lastx 和 lasty 是在OnStart 函数中初始化的，并在OnMouseEvent 函数中发生鼠标点击事件时更新。

第三个程序，展示的是，如何处理定时器事件。在这个程序中，"Hello World!"字符串会变成闪烁文字，具体做法就是，在相邻的定时器事件中，交替地清除和显示出字符串。闪烁频率是由定时器的时间间隔来控制的。要注意，必须使用开始（Start）窗口中的定时器（Timer）菜单来开启定时器，才会有定时器事件产生。另外，开始窗口中的滑动条用于控制定时器事件之间的间隔。

这个程序中，还使用了另一个状态信息，它由变量 visible 来记录，记录的是，字符串当前是处于可见状态还是不可见状态。除了OnTimerEvent 之外，OnMouseEvent 和OnPaint 函数也会使用这个状态信息，以决定，是否要在窗口中显示这个字符串。

以下练习中，会实现一系列有意思的小程序，妳可以使用Frame 类和简单编程环境来编写它们。

任务

1. 1.编写一个声明语句，它会创建一个Frame 对象，位置在(20,30)，宽度为150，高度为175。

2. 2.编写一砣代码，将妳在上一个步骤中创建的Frame 移动到(50,50)位置，改变它的宽度为100，高度为200。

3. 3.编写一个程序，它会将妳的全名显示在某个Frame的正中心位置，而那个Frame 本身也会显示在屏幕的正中心位置。注意，妳可能需要多次试验，以确定适当的尺寸和位置。

4. 4.编写一个程序，在一个尺寸为 400 x 400 的Frame 中，每个边角处，绘制一个半径为 20 的圆。

5. 5.模拟时钟：编写一个程序，它会在某个Frame 中显示一个模拟时钟的图片。可使用一个圆来表示时钟的表盘，使用一条线段来表示指针。Place the hand pointing straight up.

6. 6.带有两个指针的模拟时钟：修改前面的模拟时钟程序，使得它拥有一个较短的(小时数)指针和一个较长的(分钟数)指针。调整两个指针的角度和位置，使得时钟上显示的是3点。

7. 7. 带数字的模拟时钟：修改之前的模拟时钟程序，使得，在表盘外侧，显示出1 到12 的数字。

8. 8.动画式模拟时钟：修改之前的任何一个模拟时钟程序，使得指针会移动。在每个定时器事件发生时，将指针移动到下一个位置。

9. 9.角落漫游：编写一个程序，它将一个圆放置在某个Frame的左上角。然后，在程序中，应当将这个圆移动到右上角、右下角和左下角，最后再将它移动到最初位置。将这个循环重复10次。在位于每个位置时，在窗口中适当位置显示一行文字，表明圆的位置，例如"Upper Left"" Upper Right""Lower Right""Lower Left"。

10. 10. 边境游走：编写一个程序，它让一个圆以较小的步幅沿着屏幕边缘移动，起点是屏幕的左上角。妳能否做到，让移动过程显得流畅？

猴骑猪

Melissa Satta