[C++知识库]C++ 学习7

1.继承

1.1继承的基本语法

//Java页面
//class Java
//{
//public:
//	void header()
//	{
//		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
//	}
//	void footer()
//	{
//		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...（公共底部）" << endl;
//	}
//	void lef()
//	{
//		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表）" << endl;
//	}
//	void content()
//	{
//		cout << "Java学科视频" << endl;
//	}
//};
Python页面
//class Python
//{
//public:
//	void header()
//	{
//		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
//	}
//	void footer()
//	{
//		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...（公共底部）" << endl;
//	}
//	void lef()
//	{
//		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表）" << endl;
//	}
//	void content()
//	{
//		cout << "Python学科视频" << endl;
//	}
//};
C++页面
//class Cpp
//{
//public:
//	void header()
//	{
//		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
//	}
//	void footer()
//	{
//		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...（公共底部）" << endl;
//	}
//	void lef()
//	{
//		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表）" << endl;
//	}
//	void content()
//	{
//		cout << "C++学科视频" << endl;
//	}
//};
//


//继承实现页面

//公共页面类
class BasePage
{
public:
		void header()
	{
		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;
	}
	void footer()
	{
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...（公共底部）" << endl;
	}
	void lef()
	{
		cout << "Java、Python、C++、...(公共分类列表）" << endl;
	}
	

};

//继承的好处：减少重复代码
//语法：class 子类 ：继承方式 父类
//子类  也称为  派生类
//父类  也称为  基类
//Java页面
class Java :public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "Java学科视频" << endl;
	}
};
//Python页面
class Python :public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "Python学科视频" << endl;
	}
};
//c++页面
class Cpp :public BasePage
{
public:
	void content()
	{
		cout << "Cpp学科视频" << endl;
	}
};
void test01()
{
	cout << "Java下载视频页面如下：" << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.lef();
	ja.content();
	cout << "---------------------------" << endl;
	cout << "Python下载视频页面如下：" << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.lef();
	py.content();
	cout << "---------------------------" << endl;
	cout << "C++下载视频页面如下：" << endl;
	Cpp cpp;
	cpp.header();
	cpp.footer();
	cpp.lef();
	cpp.content();
}
int main()
{
	test01();
	return 0;
}

1.2 继承方式

//继承方式

//公共继承
class Basel
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
};
class Son1 :public Basel
{
public:
	void func()
	{
		m_A = 10;//父类中的公共权限成员 到子类中依然是公共权限
		m_B = 10;//父类中的保护权限成员 到子类中依然是保护权限
		//m_C = 10;//父类中的私有权限成员 到子类访问不到
	}
};

void test01()
{
	Son1 s1;
	s1.m_A = 100;
	//s1.m_B = 100;//到Son1中m_B是保护权限 类外访问不到
}
//保护继承
class Base2
{
public :
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
};
class Son2 :protected Base2
{
public:
	void func()
	{
		m_A = 100;//父类中公共成员，到子类中变为保护权限
		m_B = 100;//父类中保护成员，到子类中变为保护权限
		//m_C=100;//父类中私有成员，子类访问不到
	}
};
void test02()
{
	Son2 s1;
	//s1.m_A = 1000;//在Son2中 m_A变为保护权限，因此类外访问不到
	//s1.m_B = 1000;//在Son2中 m_B保护权限 不可访问
}
//私有继承
class Base3
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
};
class Son3 :private Base3
{
public:
	void func()
	{
		m_A = 100;//父类中公共成员 到子类中变为 私有成员
		m_A = 100;//父类中保护成员 到子类中变为 私有成员
		//m_C=100;//父类中私有成员 ，子类访问不到
	}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
	void func()
	{
		//m_A = 1000;//到了Son3中m_A变为私有，即使是儿子，也是访问不到
		//m_B = 1000;//到了Son3中m_A变为私有，即使是儿子，也是访问不到
	}
};
void test03()
{
	Son3 s1;
	//s1.m_A = 1000;//到Son3中 变为 私有成员 类外访问不到
	//s1.m_B = 1000;//到Son3中 变为 私有成员 类外访问不到
}

1.3 继承中的对象模型

在//继承中的对象模型
class Base
{
public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
};
class Son :public Base
{
public:
	int m_D;
};
//利用开发人员命令提示工具查看对象模型
//跳转盘符 D:
//跳转文件路径 cd 具体路径下
//查看命名
//cl /d1 reportSingleClassLayout类名 文件名
void test01()
{
	// 16
	//父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去
	//父类中私有成员属性 是被编译器给隐藏了，因此是访问不到，但是确实被继承下去了
	cout << "size of Son =" << sizeof(Son) << endl;
}这里插入代码片

1.4 继承中构造和析构顺序

//继承中的构造和析构顺序
class Base
{
public:
	Base()
	{
		cout << "Base构造函数!" << endl;
	}
	~Base()
	{
		cout << "Base析构函数!" << endl;
	}
};
class Son :public Base
{
public:
	Son()
	{
		cout << "Son构造函数!" << endl;
	}
	~Son()
	{
		cout << "Son析构函数!" << endl;
	}
};

void test01()
{
	//Base b;
	//继承中的构造和析构顺序如下；
	//先构造父类。再构造子类，析构的顺序与构造的顺序相反
	Son s;

}
int main()
{
	test01();
	return 0;
}

1.5 继承同名成员处理方式

//继承中同名成员处理
class Base
{
public:
	Base()
	{
		m_A = 100;
	}
	void func()
	{
		cout << "Base - func()调用" << endl;
	}
	void func(int a)
	{
		cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
	}
	int m_A;
};
class Son :public Base
{
public:
	Son()
	{
		m_A = 200;
	}
	void func()
	{
		cout << "Son - func()调用" << endl;
	}
	int m_A;
};
//同名成员属性处理
void test01()
{
	Son s;
	cout << "Son下 m_A=" << s.m_A << endl;
	//如果通过子类对象 访问到父类中同名成员，需要加作用域
	cout << "Base下 m_A=" << s.Base::m_A << endl;
}
//同名成员函数处理
void test02()
{
	Son s;
	s.func();//直接调用 调用是子类中的同名成员

	//如何调用到父类中同名成员函数？
	s.Base::func();

	//如果子类中出现和父类同名的成员函数，子类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名成员函数
	//如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数，需要加作用域
	s.Base::func(100);
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
	return 0;
}

1.6继承同名静态成员处理方式

//继承中的同名静态成员处理方式

class Base
{
public:
	static int m_A;

	static void func()
	{
		cout << "Base - static void func()" << endl;
	}
	static void func(int a)
	{
		cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
	}
};
int Base::m_A = 100;

class Son :public Base
{
public:
	static int m_A;

	static void func()
	{
		cout << "Son - static void func()" << endl;
	}
};
int Son::m_A = 200;

//同名静态成员属性
void test01()
{
	//1、通过对象访问
	cout << "通过对象访问：" << endl;
	Son s;
	cout << "Son 下 m_A=" << s.m_A << endl;
	cout << "Base 下 m_A=" << s.Base::m_A << endl;
	//2、通过类名访问
	cout << "通过类名访问：" << endl;
	cout << "Son 下 m_A=" << Son::m_A << endl;
	//第一个::代表通过类名方式访问  第二个::代表访问父类作用域下
	cout << "Base 下 m_A=" << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名静态成员函数
void test02()
{
	//1、通过对象访问
	cout << "通过对象访问：" << endl;
	Son s;
	s.func();
	s.Base::func();
	//2、通过类名访问
	cout << "通过类名访问：" << endl;
	Son::func();
	Son::Base::func();
	//子类出现和父类同名静态成员函数，也会隐藏父类中所有同名成员函数
	//如果想访问父类中被隐藏同名成员，需要加作用域
	Son::Base::func(100);
}

1.7 多继承语法

//多继承语法
class Base1
{
public:
	Base1()
	{
		m_A = 100;
	}
	int m_A;
};
class Base2
{
public:
	Base2()
	{
		m_A = 200;
	}
	int m_A;
};
// 子类  需要继承Base1和Base2
//语法： class 子类 ：继承方式 父类1，继承方式 父类2 ...
class Son :public Base1, public Base2
{
public:
	Son()
	{
		m_C = 300;
		m_D = 400;
	}
	int m_C;
	int m_D;
};
void test01()
{
	Son s;

	cout << "sizeof Son =" << sizeof(s) << endl;
	//当父类中出现同名成员，需要加作用域区分
	cout << "Base1::m_A=" << s.Base1::m_A << endl;
	cout << "Base2::m_A=" << s.Base2::m_A << endl;

}

1.8 菱形继承

//动物类
class Animal{
public:
	int m_Age;
};
//利用虚继承 解决菱形继承的问题
// //继承之前 加上关键字 virtual 变为虚继承
// Animal类称为 虚基类
//羊类
class Sheep:virtual public Animal{};

//驼类
class Tuo :virtual public Animal{};

//羊驼类
class SheepTuo :public Sheep,public Tuo{};

void test01()
{
	SheepTuo st;
	st.Sheep::m_Age = 18;
	st.Tuo::m_Age = 28;
	//当菱形继承，俩个父类拥有相同数据，需要加以作用域区分
	cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
	cout << "st.Tuo::m_Age =" << st.Tuo::m_Age << endl;
	cout << "st.m_Age=" << st.m_Age << endl;
	//这份数据我们知道 只要有一份就可以，菱形继承导致数据有两份，资源浪费
}

2 多态

2.1 多态的基本概念

//多态
//动物类
class Animal
{
public:
	//虚函数
	virtual void speak()
	{
		cout << "动物在说话" << endl;
	}
};

//猫类
class Cat :public Animal
{
public:
	//重写 函数返回值类型  函数名 参数列表 完全相同
	void speak()
	{
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};
//狗类
class Dog :public Animal
{
public:
	void speak()
	{
		cout << "小狗在说话" << endl;
	}
};
//执行说话的函数
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定

//动态多态满足条件
//1、有继承关系
//2、子类重写父类的虚函数

//动态多态使用
//父类的指针或者引用   执行子类对象
void doSpeak(Animal& animal) // Animal &animal =cat;
{
	animal.speak();
}
void test01()
{
	Cat cat;
	doSpeak(cat);

	Dog dog;
	doSpeak(dog);
}

2.2 多态案例一-------计算器类

//分别利用普通写法和多态技术实现计算器

//普通写法
class Calculator
{
public:
	int getResult(string oper)
	{
		if (oper == "+")
		{
			return m_Num1 + m_Num2;
		}
		else if (oper == "-")
		{
			return m_Num1 - m_Num2;
		}
		else if (oper == "*")
		{
			return m_Num1 * m_Num2;
		}
		//如果想扩展新的功能，需要修改源码
		//在真实开发中 提倡 开闭原则
		//开闭原则：对扩展进行开发，对修改进行关闭
	}
	int m_Num1;//操作数1
	int m_Num2;//操作数2
};
void test01()
{
	//创建计算器对象
	Calculator c;
	c.m_Num1 = 10;
	c.m_Num2 = 10;
	cout << c.m_Num1 << "+" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("+") << endl;
	cout << c.m_Num1 << "-" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("-") << endl;
	cout << c.m_Num1 << "*" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("*") << endl;
}
//利用多态实现计算器
//多态好处：
//1、组织结构清晰
//2、可读性强
//3、对于前期和后期扩展以及维护性高

//实现计算器抽象类
class AbstractCalculator
{
public:

	virtual int getResult()
	{
		return 0;
	}
	int m_Num1;
	int m_Num2;
};
//加法计算器类
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 + m_Num2;
	}
};
//减法计算器类
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 - m_Num2;
	}
};
//乘法计算器类
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int getResult()
	{
		return m_Num1 * m_Num2;
	}
};
void test02()
{
	//多态使用条件
	//父类指针或者引用指向子类对象

	//加法运算
	AbstractCalculator* abc = new AddCalculator;
	abc->m_Num1 = 10;
	abc->m_Num2 = 10;

	cout << abc->m_Num1 << "+" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	//用完后记得销毁
	delete abc;

	//减法运算
	abc = new SubCalculator;
	abc->m_Num1 = 100;
	abc->m_Num2 = 100;

	cout << abc->m_Num1 << "-" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	delete abc;

	//乘法运算
	abc = new MulCalculator;
	abc->m_Num1 = 100;
	abc->m_Num2 = 100;

	cout << abc->m_Num1 << "*" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	delete abc;

}

2.3 纯虚函数和抽象类

//纯虚函数和抽象类
class Base
{
public:
	//纯虚函数
	//只要有一个纯虚函数，这个类称为抽象类
	//抽象类特点
	//1、无法实例化对象
	//2、抽象类的子类  必须要重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
	virtual void func() = 0;
	
};
class Son :public Base
{
public:
	virtual void func()
	{
		cout << "func函数调用" << endl;
	 }
};
void test01()
{
	//Base b; //抽象类是无法实例化对象
	//new Base;//抽象类是无法实例化对象
	//Son s;//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则无法实例化对象
	Base* base = new Son;
	base->func();
}

1.4 多态案例二-----制作饮品

//多态案例2 制作饮品
class AbstractDrinking
{
public:
	//煮水
	virtual void Boil() = 0;

	//冲泡
	virtual void Brew() = 0;

	//倒入杯中 
	virtual void PourInCup()= 0;

	//加入辅料
	virtual void PutSomething() = 0;

	//制作饮品
	void makeDrink()
	{
		Boil();
		Brew();
		PourInCup();
		PutSomething();
	}
};

//制作咖啡
class Coffee :public AbstractDrinking
{
public:
	//煮水
	virtual void Boil()
	{
		cout << "煮农夫山泉" << endl;
	}

	//冲泡
	virtual void Brew()
	{
		cout << "冲泡咖啡" << endl;
	}

	//倒入杯中 
	virtual void PourInCup()
	{
		cout << "倒入咖啡杯中" << endl;
	}

	//加入辅料
	virtual void PutSomething()
	{
		cout << "加入糖和牛奶" << endl;
	}
};
//制作茶叶
class Tea :public AbstractDrinking
{
public:
	//煮水
	virtual void Boil()
	{
		cout << "煮矿泉水" << endl;
	}

	//冲泡
	virtual void Brew()
	{
		cout << "冲泡茶叶" << endl;
	}

	//倒入杯中 
	virtual void PourInCup()
	{
		cout << "倒入茶杯中" << endl;
	}

	//加入辅料
	virtual void PutSomething()
	{
		cout << "加入柠檬枸杞" << endl;
	}
};
//制作函数
void doWork(AbstractDrinking* abs)   //AbstractDrinking *abs =new Coffee
{
	abs->makeDrink();
	delete abs;//释放
}
void test01()
{
	//制作咖啡
	doWork(new Coffee);

	cout << "--------------------" << endl;

	//制作茶叶
	doWork(new Tea);
}
int main()
{
	test01();
	return 0;
}

1.5 虚析构和纯虚析构

//虚析构和纯虚析构
class Animal
{
public:
	Animal()
	{
		cout << "Animal构造函数调用" << endl;
	}
	//利用虚析构可以解决  父类指针释放子类对象时不干净的问题
	/*virtual ~Animal()
	{
		cout << "Animal析构函数调用" << endl;
	}*/
	//纯虚析构 需要声明也需要实现
	//有了纯虚析构 之后 ，这个类也属于抽象类，无法实例化对象
	virtual ~Animal() = 0;
	//纯虚函数
	virtual void speak() = 0;
};
Animal::~Animal()
{
	cout << "Animal纯虚析构函数调用" << endl;
}

class Cat :public Animal
{
public:
	Cat(string name)
	{
		cout << "Cat构造函数调用" << endl;
		m_Name = new string(name);
	}
	virtual void speak()
	{
		cout <<*m_Name<< "小猫在说话" << endl;
	}
	~Cat()
	{
		if (m_Name != NULL)
		{
			cout << "Cat析构函数调用" << endl;
			delete m_Name;
			m_Name = NULL;
		}
	}
	string* m_Name;
};
void test01()
{
	Animal* animal = new Cat("Tom");
	animal->speak();
	//父类指针在析构时候  不会调用子类中析构函数，导致子类如果有堆区属性 ，出现内存泄露
	delete animal;
}

1.6 多态案例三-电脑组装

//抽象不同零件类
//抽象CPU类
class CPU
{
public:
	//抽象的计算函数
	virtual void calculate() = 0;
};
//抽象显卡类
class VideoCard
{
public:
	//抽象的显示函数
	virtual void display() = 0;
};
//抽象CPU类
class Memory
{
public:
	//抽象的存储函数
	virtual void storage() = 0;
};
//电脑类
class Computer
{
public:
	Computer(CPU* cpu, VideoCard* vc, Memory* mem)
	{
		m_cpu = cpu;
		m_vc = vc;
		m_mem = mem;
	}
	//提供工作的函数
	void work()
	{
		//让零件工作起来，调用接口
		m_cpu->calculate();
		m_vc->display();
		m_mem->storage();
	}

	//提供析构函数 释放3个电脑零件
	~Computer()
	{
		//释放CPU零件
		if (m_cpu != NULL)
		{
			delete m_cpu;
			m_cpu = NULL;
		}
		//释放显卡零件
		if (m_vc != NULL)
		{
			delete m_vc;
			m_vc = NULL;
		}
		//释放内存条零件
		if (m_mem != NULL)
		{
			delete m_mem;
			m_mem = NULL;
		}
	}
private:
	CPU* m_cpu;//CPU的零件指针
	VideoCard* m_vc;//显卡零件指针
	Memory* m_mem;//内存条零件指针
};
//具体厂商
//Intel厂商
class IntelCPU :public CPU
{
public:
	virtual void calculate()
	{
		cout << "Intel的CPU开始计算了！" << endl;
	}
};
class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:
	virtual void display()
	{
		cout << "Intel的显卡开始显示了！" << endl;
	}
};
class IntelMemory :public Memory
{
public:
	virtual void storage()
	{
		cout << "Intel的内存条开始存储了！" << endl;
	}
};
//Lenovo厂商
class LenovoCPU :public CPU
{
public:
	virtual void calculate()
	{
		cout << "Lenovo的CPU开始计算了！" << endl;
	}
};
class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:
	virtual void display()
	{
		cout << "Lenovo的显卡开始显示了！" << endl;
	}
};
class LenovoMemory :public Memory
{
public:
	virtual void storage()
	{
		cout << "Lenovo的内存条开始存储了！" << endl;
	}
};
void test01()
{
	//第一台电脑零件
	CPU* intelCpu = new IntelCPU;
	VideoCard* intelCard = new IntelVideoCard;
	Memory* intelMem = new IntelMemory;

	//创建第一台电脑
	
Computer* computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
	computer1->work();
	delete computer1;
	cout << "---------------------------------" << endl;
	cout << "第二台电脑开始工作：" << endl;
	//第二台电脑组装
	Computer* computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
	computer2->work();
	delete computer2;
	cout << "---------------------------------" << endl;
	cout << "第三台电脑开始工作：" << endl;
	//第三台电脑组装
	Computer* computer3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);
	computer3->work();
	delete computer3;
}
int main()
{
	test01();
	return 0;
}