【C++面向对象】类继承、多态与virtual成员

 

一、C++类成员的访问权限

1. Public成员

public成员为类和外部“通信”的“接口”，可以在类的外部调用，没有访问限制。

2. Privatec成员

与public相对，private为类的“私有”成员，主要是供类内部调用。外部可以通过public成员（函数）来与其“通信”（获取其值或更改）。除此之外，类的“友元”（friend）可以调用类的私有成员。

3. protected成员

protected成员的访问权限处于private和public中间，在类的外部不能调用类的protected成员，只有在类的内部或者类的派生类中调用。

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二、 C++中的继承

“多态”是面向对象程序设计的“精髓”，C++继承是实现“多态”的基础。通过继承，子类可以拥有与基类相同的类成员和功能，通过改写基类的实现可以实现与基类不同的特性。下面给出一个例子来说明类继承：

如果要设计一个书店售书的软件。书店里边有些书籍按定价出售，有些书籍要促销要打折，下面的代码中有两个类。BaseItem是普通图书，book()返回书籍的isbn，netPrice(size_t cnt)接受图书数量的值，返回总价钱。BulkItem是要打折的图书，继承自BaseItem类，BulkItem继承了book成员和price成员，可以通过book来获取其isbn，同时，BulkItem重写了基类的netPrice函数，实现与基类不同的方式计算总价，实现“多态”。

/*base class*/

class BaseItem

{

public:

	BaseItem(std::string &str,double p):isbn(str),price(p){}

	virtual ~BaseItem(){}

	virtual double netPrice(size_t cnt)cosnt{ return cnt*price; }

	std::string book()const{ return this->isbn; };

private:

	std::string isbn;

protected:

	double price;

}



/* child */

class BulkItem

{

public:

	BulkItem(std::string &str,double p):BaseItem(str,p){}

	~BulkItem();

	double netPrice(size_t cnt)const{ 

	if(cnt>=minCount) return cnt*price*discount; 

	else return cnt*price;}

	void setMinCount(size_t s){ minCount = s; }

	void setDiscount(double d){ discount = d; }

private:

	size_t minCount;

	double discount;

}

 

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三、 动态绑定

在上面的例子中，在基类中netPrice函数前面有virtual标识，在子类中必须对该函数进行重新实现以实现“多态”。在实际应用中可以通过基类的引用来引用子类对象，例如：

BulkItem item(string(“isbn-2012-12-22”,20);

BaseItem &bitem = item;

bitem.netPrice(10);

在上面的代码中我们使用基类BaseItem的引用pitem引用了子类的对象item那么第三行的代码调用的是那个类的netPrice函数呢？

1. 动态绑定

当基类的引用（或指针）调用virtual函数时，会在运行时根据引用的对象（或者指针指向的对象）的类型，动态调用该类型的成员函数。

实际上，编译器会生成代码，根据运行时bitem所引用的对象的实际类型来调用相对应的函数。如果bitem所引用的为BaseItem的对象，那么调用BaseItem的成员函数，在上面的例子中，调用的是BulkItem的netPrice函数。

需要指出的是，只能是基类的“引用”或者“指针”调用virtual函数时才会动态绑定，如果使用基类的对象调用时，就肯定会调用基类的成员函数了。

BulkItem item(string(“isbn-2012-12-22”,20);

BaseItem bitem = item;

bitem.netPrice(10);

上面这段代码中，bitem调用的就是BaseItem的成员函数了。

2. 子类对象的模型

理解了子类对象的具体模型，可以很好的理解动态绑定的原理。

由于继承关系，一个子类的对象其实包含一个父类的子对象。可以这样表示：

pitem引用（或指向）的事子类对象内部的父类子对象。在运行时，如果该对象的类重新实现了virtual成员，则调用该类的成员函数。可以总结为：最中调用的成员是由“对象”本身的类型决定的，因为如果使用基类引用（或指针），只有在运行时才能确定所引用（或指向）的对象的类型。

3. virtual函数与默认实参

像其他的函数一样，虚函数也可以有默认实参，如果在调用虚函数时使用了默认实参，该实参的值是在编译时确定的。这就出现了这样一个问题：实参是在编译时确定的，而具体调用哪个实现却可能是在运行时确定的。如果使用父类的引用来引用子类对象，而该虚函数的两个实现中默认实参值不同就会出现问题。因此，虚函数在父类和子类的实现不要使用不同的默认实参。

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2012-12-23  01:53:49