GeekBand C++面向对象高级编程（上） Thrid Week

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面向对象编程(Object Oriented Progamming)

Inheritance (继承)

继承表示一种 ‘is-a' 的关系。有基类(base class) 和 派生类(derived class)。 继承分为单个继承和多重继承，同时继承的访问权限也有public，private，protected（默认是private）。

class Shape
{
public:
    Shape() {}
    virtual ~Shape() {}
private:
    int no_;
};

class Rectangle: public Shape
{
public:
    Rectangle() {}
    virtual ~Rectangle() {}
private:
    int x_;
    int y_;
};

Rectangle 继承自 Shape，Rectangle可以访问基类的成员函数。
继承关系的构造函数是由内而外，子类的构造函数先调用基类的默认构造函数，然后才执行自己。

Rectangle::Rectangle(...): Shape() {...} // Shape() 是编译器附加的代码

析构函数是由外而内，子类的析构函数首先执行自己，然后才调用基类的析构函数。

Rectangle::~Rectangle(...) { ... ~Shape() } // ~Shape() 是编译器附加的代码

base class 的 析构函数必须写成virtual，否则在以下情况会出现部分析构的情况(表现为 undifined behavior)。

Shape* ps = new Rectangle();
delete ps; // 这种情况下如果基类的析构函数不是virtual，只能执行基类的析构函数，而子类的部分不能析构。

继承中的虚函数:

1. non-virtual 函数: 不希望子类重写(override)
2. virtual 函数: 希望派生类重写它，如果派生类没有重写，可以使用基类的默认定义版本
3. pure-virtual 函数: 派生类一定要重新定义。 定义了纯虚函数则该类被认为为抽象类。

Composition (复合)

复合是一种表示 'has-a' 的关系。一个类中包含了另一个类的实例。

class StringRep;
class String {
public:
    String();
    String(const String&s)
    String &operator=(const Stirng&s);
    ~String();
private:
    StringRep rep;
};

复合方式的构造函数由内而外，Container的构造函数首先调用Component的defaul构造函数，然后才执行自己。

Container::Container(...):Component() {...};

析构的时候是由外而内，Container的析构函数首先执行自己，然后才调用Component的析构函数。

Container::~Container(...) {... ~Component() };

Delegation (委托)

委托 是一种以指针方式的复合。一个类中包含了另一个类的指针。

class StringRep;
class String {
public:
    String();
    String(const String&s)
    String &operator=(const Stirng&s);
    ~String();
private:
    StringRep* rep;
};

面向对象的设计模式 (Object Oriented Design)

Template Method

模版方法 是预先定义好操作的骨架，预留一些步骤的实现给子类。
C++ 中继承中的虚函数即可完成这样的功能。

CDocument::OnFileOpen()
{
...
Serialize();
...
}

class CMyDoc:public CDocumment
{
virtual Serialize() {...}
}

Observer

观察者模式，是定义一种一对多的依赖关系，当这这其中的一个改变时，所有其它依赖的对象都能自动的被通知和更新。

在C++ 中可以使用 Delegation+Inheritance 实现。

class Subject
{
    int m_value;
    vector m_views;
public:
    void attach(Observer* obs)
    {
        m_views.push_back(obs);
    }
    void set_val(int value)
    {
        m_value = value;
        notify();   
    }
    void notify()
    {
        for(int i = 0; i < m_views.size(); ++i)
        {
            m_views[i]->update(this, m_value);
        }
    }
        
};

class Observer
{
public:
    virtual void update(Subject* sub, int value) = 0;
};

class Observer1: public Observer
{
    void update(int v)
    {
    ...
    }
};
class Observer2: public Observer
{
    void update(int v)
    {
    ...
    }
};

Composite

Composite的典型例子就是文件系统。文件系统由目录和文件组成。每个目录都可以装内容。目录的内容可以是文件，也可以是目录。按照这种方式，计算机的文件系统就是以递归结构来组织的。如果你想要描述这样的数据结构，那么你可以使用组合模式Composite。
C++ 中可以通过 Delegation＋Inheritance 实现

class Componet
{
    int value;
public:
    Componet(int val) {value = val;}
    virtual void add(Component*) {}
};

class Composite:public Component
{
    vector c;
public:
    Composite(int val):Component(val) {}
    
    void add(Component* elem) {
        c.push_back(elem);
    }
};

class Leaf:public Component
{
public:
    Leaf(int val):Component(val) {}
};