侯捷 C++面向对象编程笔记——10 继承与虚函数

10 继承与虚函数

10.1 Inheritance 继承

语法：:public base_class_name

public 只是一种继承的方式，还有protect，private

子类会拥有自己的以及父类的数据

10.1.1 继承下的构造和析构

与复合下的构造和析构相似

• 构造是由内而外

  Container 的构造函数，编译器会自动先调用 Component 的 default 构造函数，再执行自己

  注意如果要调用 Component 的其他构造函数需要自己写出来

  Derived::Derived(…): Base() { … };

• 析构是由外而内

  Container 的析构函数会先执行自己，之后编译器调用 Component 的析构函数

  Derived::~Derived(…){ … /* ~Base() */ };

  注意：Base class 的 dtor 必需是 virtual

  否则下例会导致结束时只会调用 Base 的 dtor

  int main() {
   Base* ptr = new Derived();
   delete ptr; // 只会调用 Base 类的析构函数
   return 0;
  }
  

10.2 虚函数

• pure virtual 函数：

  derived class 一定要重新定义 (override 覆写) 它；其没有定义只有声明

  语法：virtual xxxxxx =0;

• virtual 函数：

  derived class 可以重新定义 (override, 覆写) 它，且它已有默认定义

  语法：virtual xxxxxx;

• non-virtual 函数：

  不希望 derived class 重新定义 (override, 覆写) 它

10.3 继承 with virtual

例子：在 Windows 平台下用某个软件打开文件——分为好几步，但基本所有软件大多数操作都是一致的，只有一个操作如读取方式是不一样的

1. 现有一个框架 Application framework 其写好了所有必要的函数，其中 Serialize() 就是一个 pure virtual 函数
2. 使用这个框架写自己软件的打开文件，就继承这个框架，其中就需要自己 override 覆写 Serialize() 这个函数
3. 在执行中，执行 myDoc.OnFileOpen(); 中到 Serialize() 时，是通过 this 来指引到自己写的 Serialize() 中去的

把关键动作延缓到子类再做，这是一个经典的设计模式——Template Method

10.4 缩略图

• 复合：

• 委托：

• 继承：

• 类中的元素： 变量名称 : 变量类型（与代码刚好相反

  • 变量下面加下划线 表示 static

  • 前面加一个 - 表示 private

  • 前面加一个 # 表示 protected

  • 前面加一个 + 表示 public（一般可以省略）

10.5 继承+复合

这种关系下的构造和析构与之前的类似

• 第一种：

  

  • 构造由内到外 先 Base 再 Component

    Derived 的构造函数首先调用 Base 的 default 构造函数，然后调用 Component 的 default 构造函数，然后才执行自己

    Derived::Derived(…): Base(),Component() { … };

  • 析构由外而内 先 Component 再 Base

    Derived 的析构函数首先执行自己，然后调用 Component 的析构函数，然后调用 Base 的析构函数

    Derived::~Derived(…){… /*~Component() ~Base()*/};

• 第二种：

  

  同理构造由内到外，析构由外而内

10.6 继承+委托

10.6.1 例一 Observer

设计模式—— Observer

例如一串数据，可以用饼图来观察，也可以用条形图来观察，这种种的观察方式都是继承于 Observer

通过 vector m_views; 来进行委托

当数据改变的时候，Observer 也需要更新，即 notify 函数，来将目前所有的观察者更新

10.6.2 例二 Composite

设计模式—— Composite

例如文件系统，文件夹里可以有文件夹（与自己相同的类），也可以有文件，其中文件就是最基本的 Primitive，而文件夹就是复合物 Composite

要达成目的，就可以再设计一个父类 Component ，文件和文件夹就继承于同一父类；

其中 Composite 要用委托到父类的方式 Component* 设计容器和操作——使其 Primitive 和 Composite 都可以适用

//父类 Component
class Component
{
private:
    int value;
public:
    Component(int val)	{value = val;}  
    virtual void add( Component* ) {} //虚函数
};

//复合物 Composite
class Composite 
    : public Component
{
	vector <Component*> c;  
public:
	Composite(int val) : Component(val) {}

	void add(Component* elem)
	{
		c.push_back(elem);
	}
	…
}

//基本类 Primitive
class Primitive
    : public Component
{
public:
	Primitive(int val): Component(val) {}
};

component中add是虚函数（且是空函数），不能是纯虚函数——Primitive 不会 override add函数（最基本的单位，不能 add 了），而 Composite 需要 override add函数

10.6.3 例三 Prototype

设计模式—— Prototype

框架（父类）要创建未来才会出现的子类——要求子类要创建一个自己当作原型 Prototype 让框架（父类）来找到并创建 FindAndClone

补充：当一个子类继承自父类时，它可以被视为是父类的一种类型，因此可以使用父类的指针或引用来引用子类的对象；

这种用父类的指针或引用来处理子类对象的方式称为——**向上转型 ** Upcasting

1. 父类中，有一个存放原型的数组，有纯虚函数 Image *clone()，还有两个静态函数 Image FindAndClone(imageType); void addPrototype(Image *image){...}

2. 子类中，创建一个静态的自己 _LAST ，把它放到父类的一个空间中，这样父类就可以找到新创建的子类

   private 的构造函数 LandSatImage() 中是 addPrototype(this); //这里的 this 就是 _LAST 将自己的原型放到了父类中去

3. 子类中，准备一个 clone()函数，父类通过调用找到的相应类型的 clone 函数来创建子类的副本

   这里的 clone 函数就不能用之前的那个构造函数来创建副本了——其会放到父类中去，所以创建一个新的构造函数 LandSatImage(int) 用传进一个无用参数（随便传个int型数据就好）来进行区分