前言?

• 面向程序設(shè)計(jì)基于三個基本概念：數(shù)據(jù)抽象、繼承和動態(tài)綁定。繼承和動態(tài)綁定可以使得程序定義與其他類相似但是不完全相同的類；使用彼此相似的類編寫程序時候，可以在一定程度上忽略掉他們的區(qū)別。

OOP概述

• oop（面向程序的設(shè)計(jì)）核心思想是數(shù)據(jù)抽象、繼承和動態(tài)綁定。使用數(shù)據(jù)抽象可以將類和接口實(shí)現(xiàn)分離；使用繼承，可以定義相似的類型并對相似的類型關(guān)系進(jìn)行建模；使用動態(tài)綁定，可以一定程度上忽略相似的內(nèi)容，而采用統(tǒng)一的方式使用他們的對象。

繼承

• 通過繼承聯(lián)系在一起的類構(gòu)成了一種層次關(guān)系。層次關(guān)系的根部叫做基類，其他類則直接或者間接從基類中繼承來，通過繼承得到的類叫做派生類。基類負(fù)責(zé)定義在層次關(guān)系中所有類共同具備的成員，而每一個派生類則會定義各自特有的屬性。

• 如果派生類想改變基類中包含的特定的函數(shù)，根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行定制化的開發(fā)，基類需要將這個函數(shù)聲明為虛函數(shù)。派生類需要使用類派生列表，明確指出他是從哪個或者哪些基類派生出來的。類派生的形式是：首先一個分號，后面緊跟著以逗號分隔的基類列表，其中每個基類的前面都可以有訪問說明符。

#include<iostream> #include "Sales_item.h" using namespace std;class Quote{ public:string isbn() const;virtual double net_price(size_t n) const; }; class Bulk_quote : public Quote{//Bulk_quote繼承了Quote public:double net_price(size_t n) const override; };int main(){return 0; }

• 派生類必須在其內(nèi)部對于所有重新定義的虛函數(shù)進(jìn)行聲明。派生類顯示的注明它將使用哪個成員函數(shù)改寫基類的虛擬函數(shù)，具體的措施是在該函數(shù)的形參列表之后增加一個override的關(guān)鍵字。

動態(tài)綁定

• 使用動態(tài)綁定可以使用相同的代碼分別處理基類和派生類。

double print_total(ostream &os,const Quote &item,size_t n){//計(jì)算并且打印給定數(shù)量的某種書籍所得的費(fèi)用//根據(jù)傳入item的形參的對象類型調(diào)用Quote::net_price//或者使用Bulk_quote::net_pricedouble ret = item.net_price(n);os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << "total due :" << ret << endl;return ret; }

• 可以使用如下兩種的調(diào)用方式，因?yàn)橄旅娴暮瘮?shù)運(yùn)行版本是由實(shí)參決定的，即在運(yùn)行的時候選擇函數(shù)的版本，所以動態(tài)綁定有時候又被稱作運(yùn)行時綁定。在使用基類的引用（或指針）調(diào)用一個虛函數(shù)的時候?qū)l(fā)生動態(tài)綁定。

//basic的類型是Quote；bulk的類型是Bulk_quote類型 print_total(cout,basic,20);//調(diào)用Quote的net_price print_total(cout,bulk,20);//調(diào)用Bulk_quote的net_price

定義基類和派生類

• 完成對于Quote的定義
• 繼承關(guān)系中根節(jié)點(diǎn)的類通常會定義一個虛析構(gòu)函數(shù)，即使該函數(shù)不執(zhí)行任何實(shí)際操作也需要定義析構(gòu)函數(shù)。

class Quote{ public:Quote() = default;Quote(const string &book,double sales_price):bookNo(book),price(sales_price){}string isbn() const{return bookNo};//返回給定數(shù)量的書籍的銷售總額//派生類負(fù)責(zé)改寫并且使用不同的折扣計(jì)算方法virtual double net_price(size_t n) const{return n * price;}virtual ~Quote() = default;//對于析構(gòu)函數(shù)進(jìn)行動態(tài)綁定 private:string bookNo;//書籍的ISBN序列號 protected:double price = 0.0;//代表普通狀態(tài)下不打折的價格 };

成員函數(shù)和繼承

• 基類需要將兩種成員函數(shù)區(qū)別開來：1，基類希望派生類進(jìn)行覆蓋的函數(shù)；2，基類需要派生類直接繼承但是不要改變的函數(shù)。對于前者，基類通常將其定義為虛函數(shù)，在使用指針或者引用調(diào)用虛擬函數(shù)的時候，該調(diào)用將會動態(tài)綁定。根據(jù)引用或者指針?biāo)壎ǖ膶ο蟛煌?#xff0c;該引用可能會執(zhí)行基類或者執(zhí)行某個派生類。
• 任何構(gòu)造函數(shù)之外的非靜態(tài)函數(shù)都可以是虛函數(shù)。關(guān)鍵字virtual只可以出現(xiàn)在類內(nèi)部的聲明之前而不能用于對于類外部的函數(shù)的定義。對于基類聲明的虛函數(shù)，則該函數(shù)在派生類中隱式地也是虛函數(shù)。成員函數(shù)沒有被聲明為虛函數(shù)，那么解析過程發(fā)生在編譯的時候而不是運(yùn)行的時候；即虛函數(shù)解析過程發(fā)生在運(yùn)行的時候，動態(tài)綁定，動態(tài)執(zhí)行。

訪問控制與繼承

• 派生類可以繼承定義在基類中的成員，但是派生類成員不一定具有對于從基類繼承而來的成員的訪問權(quán)。派生類可以訪問公有成員但是不能訪問私有成員。protected用于派生類可以訪問，但是禁止其他用戶進(jìn)行訪問。

定義派生類

• 派生類必須通過派生列表明確指出它是從哪個（哪些）基類派生而來的。類派生的形式是：首先一個分號，后面緊跟著以逗號分隔的基類列表，其中每個基類的前面都可以有訪問說明符之一，比如public、protected和private。
• 派生類必須將其繼承而來的成員函數(shù)中需要覆蓋的那些函數(shù)重新聲明
• 大多數(shù)類都繼承自一個類，這種機(jī)制叫做單繼承

派生類中的虛函數(shù)

• 派生類經(jīng)常（但不是總是）覆蓋定義它繼承的虛函數(shù)，如果派生類中沒有覆蓋基類中的繆一個虛函數(shù)，派生類會直接繼承自基類中的對于虛函數(shù)的定義。
• 在形參列表后面、或者在const成員函數(shù)的const關(guān)鍵字后面、或者在引用成員函數(shù)的引用限定符后面添加一個關(guān)鍵字override。

派生類對象以及派生類向基類的類型轉(zhuǎn)換

• 派生類所具有的對象，不僅包含繼承自基類的對象還具有自己新創(chuàng)建的對象。但是在一個對象中，繼承自基類的部分和派生類自定義的部分不一定是連續(xù)存儲的，就是在物理存儲邏輯上，二者不一定占據(jù)連續(xù)一段存儲空間。

Quote item; //基類對象Bulk_quote bulk; //派生類對象Quote *p = &item; //p指向item(Quote)對象p = &bulk; //p指向bulk(Bulk_quote)對象的Quote部分Quote *r = &bulk; // r綁定到bulk(Bulk_quote)對象的Quote部分

• 上面這段代碼通常稱之為派生類到基類的類型轉(zhuǎn)換，這個過程是由編譯器隱式執(zhí)行的。即可以將把派生類對象或者派生類對象的引用在需要基類引用的地方。同樣可以將派生類對象的指針用在需要基類指針的地方。

派生類構(gòu)造函數(shù)

• 盡管派生類對象中含有從基類繼承而來的成員，但是派生類不可以直接初始化這些成員，派生類需要使用基類的構(gòu)造函數(shù)來初始化他的基類部分。派生類對象的基類部分與派生類對象的自己的數(shù)據(jù)成員都是在構(gòu)造函數(shù)的初始化階段執(zhí)行初始化操作的。

• 派生類將自己繼承自基類的那部分交由基類進(jìn)行初始化，然后初始化派生類自己定義的成員，最后運(yùn)行派生類的構(gòu)造函數(shù)。除非我們特定指出，否則派生類對象的基類部分會像數(shù)據(jù)成員一樣被默認(rèn)初始化。但是如果想使用其他的基類構(gòu)造函數(shù)，需要以類名加圓括號的實(shí)參列表的形式為構(gòu)造函數(shù)提供初始化數(shù)值。這些實(shí)參會幫助編譯器決定使用哪個構(gòu)造函數(shù)來初始化派生類對象的基類部分。

派生類使用基類的成員

• 派生類可以訪問基類的公有成員和受保護(hù)的成員。即派生類的作用域嵌套在基類的作用域之內(nèi)。即對于派生類的成員來說，使用派生類的成員和使用基類成員的方式是沒有不同的。

繼承與靜態(tài)成員

• 基類定義了一個靜態(tài)成員，則在整個繼承體系中只存在該成員的唯一定義。從基類中派生出多少個派生類，對于每個靜態(tài)成員來說都只存在唯一的實(shí)例。

派生類的聲明

• 派生類的聲明需要包含類名但是不包含他的派生列表。

被用作基類的類

• 如果要將某一個類用作基類，則該類必須已經(jīng)定義而不是簡簡單單的聲明。
• 一個類不可以派生它本身。即一個類是基類，同時他也可以是一個派生類。比如D1是Base的派生類，而D2又是D2的派生類。那么Base是D1的直接基類，同時也是D2的間接基類。
• 對于最終的一個派生類來說，他會包含直接基類的所有成員和每一個間接基類的所有對象。

防止繼承的發(fā)生

• 防止自定義的類被繼承，那么就在類的名字后面跟上一個關(guān)鍵字final。
• class NoDerived final{} //NoDerived不能作為基類

類型轉(zhuǎn)換與繼承

• 常規(guī)情形下，將引用/指針綁定到一個對象上，則引用或者指針的類型應(yīng)該與對象的類型是一致的。或者對象的類型含有一個可以接受的const類型轉(zhuǎn)換規(guī)則。存在繼承關(guān)系的類是一個特殊的存在。
• 基類的指針或者引用綁定到派生類的對象上，有一層很重要的含義就是不確定被綁定的對象的真實(shí)類型是基類還是派生類。

靜態(tài)類型與動態(tài)類型

• 表達(dá)式的靜態(tài)類型是編譯的時候已知的，是變量聲明時的類型或則表達(dá)式生成的類型；動態(tài)類型是變量或者表達(dá)式表示內(nèi)存中的對象類型，動態(tài)類型直到運(yùn)行時才可知。
• 如果表達(dá)式既不是指針也不是引用，那么他的動態(tài)類型和靜態(tài)類型是一致的。

不存在從基類向派生類的隱式類型轉(zhuǎn)換

• 因?yàn)橐粋€基類對象是派生類中的一部分，所以不存在基類向派生類的類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)榛惒豢梢栽L問派生類中不存在的成員。
• 既是一個基類指針或者引用綁定在一個派生類度向上，也不可以執(zhí)行從基類到派生類的轉(zhuǎn)換。
• 如果基類中存在多個虛擬函數(shù)，在進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的時候，可以使用dynamic_cast請求一個類型轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換的安全檢查將會在運(yùn)行的時候進(jìn)行檢查。如果我們已經(jīng)知道將某個基類裝換為派生類是安全的，可以使用static_cast來強(qiáng)制覆蓋掉編譯器的檢查工作。

在對象之間不存在類型轉(zhuǎn)換

• 使用派生類對象為一個基類對象進(jìn)行初始化或者賦值的時候，只有派生類對象中的基類部分會被拷貝、移動和賦值；他的派生類部分將會被忽略掉。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++primer第15章节详解面向对象程序设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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