C++基礎-7-多態

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7. 多態 7.1 多態基本用法 1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 4 // 多態 5 6 // 動態多態滿足條件: 7 // 1.有繼承關係 8 // 2. 子類重寫父類的虛函數 9 // 10 // 動態多態使用 11 // 父類的指針或 ...


7. 多態

7.1 多態基本用法

 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 // 多態
 5 
 6 // 動態多態滿足條件:
 7 //    1.有繼承關係
 8 //  2. 子類重寫父類的虛函數
 9 // 
10 // 動態多態使用
11 // 父類的指針或者引用，指向子類對象
12 // 
13 
14 // 動物類
15 class Animal {
16 public:
17     // 虛函數，函數地址晚綁定
18     virtual    void speak() {
19         cout << "動物會說話" << endl;
20     }
21 };
22 
23 // 貓類
24 class Cat:public Animal {
25 public:
26     // 父類 虛函數 重寫
27     // 重寫：函數返回值類型、函數名、參數列表 完全相同
28     void speak() {
29         cout << "小貓在說話" << endl;
30 
31     }
32 };
33 
34 // 狗類
35 class Dog :public Animal {
36 public:
37     void speak() {
38         cout << "小狗在說話" << endl;
39 
40     }
41 };
42 
43 // 執行說話函數
44 // 地址早綁定，在編譯階段確定函數地址
45 // 如果想執行“貓說話”，那麼這個函數地址就不能早綁定，需要在運行階段進行綁定，即地址晚綁定
46 void doSpeak(Animal& animal) {  // 父類引用接收子類對象
47     // 通過對基類定義虛函數的方法
48     // 調用speak()函數時，函數地址根據傳入的對象而動態綁定函數地址
49     animal.speak();
50 }
51 
52 void test01() {
53     Cat cat;
54     doSpeak(cat); // 父類引用接收子類對象
55 
56     Dog dog;
57     doSpeak(dog);
58 }
59 
60 int main() {
61 
62     test01();
63 
64     system("pause");
65 
66     return 0;
67 }
68 
69 // 總結
70 // 多態
71 // 分類：
72 //    靜態多態：函數重載、運算符重載
73 //    動態多態：派生類、虛函數
74 //        靜態多態與動態多態的區別：
75 //            靜態：函數地址早綁定，編譯階段確定函數地址
76 //            動態：函數地址晚綁定，運行階段確定函數地址
77 // 多態優點：
78 //    代碼組織結構清晰
79 //    可讀性強
80 //    有利於前期和後期的擴展以及維護
81 //

 

7.2 多態案例（一） 計算器

  1 #include<iostream>
  2 #include<string>
  3 
  4 using namespace std;
  5 
  6 // 普通實現
  7 class Calculator {
  8 public:
  9     int getResult(string oper) {
 10         if (oper == "+") {
 11             return m_Num1 + m_Num2;
 12         }
 13         else if (oper == "-")
 14         {
 15             return m_Num1 - m_Num2;
 16         }
 17         else if (oper == "*") {
 18             return m_Num1 * m_Num2;
 19         }
 20     }
 21 
 22     int m_Num1; // 操作數1
 23     int m_Num2; // 操作數2
 24 };
 25 
 26 // 利用多態實現計算器
 27 
 28 // 實現計算器抽象類
 29 class AbstractCalculater {
 30 public:
 31 
 32     virtual int getResult() {
 33         return 0;
 34 
 35     }
 36     int m_Num1;
 37     int m_Num2;
 38 };
 39 
 40 // 加法計算器類
 41 class AddCalculator : public AbstractCalculater {
 42     int getResult() {
 43         return m_Num1 + m_Num2;
 44     }
 45 };
 46 
 47 // 減法計算器類
 48 class SubCalculator : public AbstractCalculater {
 49     int getResult() {
 50         return m_Num1 - m_Num2;
 51     }
 52 };
 53 
 54 // 乘法計算器類
 55 class MulCalculator : public AbstractCalculater {
 56     int getResult() {
 57         return m_Num1 * m_Num2;
 58     }
 59 };
 60 
 61 
 62 void test01() {
 63 
 64     // 普通實現
 65     Calculator c;
 66     c.m_Num1 = 20;
 67     c.m_Num2 = 10;
 68 
 69     cout << c.m_Num1 << " + " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("+") << endl;
 70     cout << c.m_Num1 << " - " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("-") << endl;
 71     cout << c.m_Num1 << " * " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("*") << endl;
 72 }
 73 
 74 void test02() {
 75     // 多態使用條件
 76     // 父類指針或者引用指向子類對象
 77 
 78     // 加法運算
 79     AbstractCalculater* abc = new AddCalculator;
 80     abc->m_Num1 = 20;
 81     abc->m_Num2 = 10;
 82     cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
 83     // 堆區數據，用完後記得銷毀
 84     delete abc;
 85 
 86     // 減法運算
 87     abc = new SubCalculator;
 88     // 上面的delete abc只是釋放了堆區數據，abc依舊是個父類的指針
 89     abc->m_Num1 = 20;
 90     abc->m_Num2 = 10;
 91     cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
 92     delete abc;
 93 
 94     // 相乘運算
 95     abc = new MulCalculator;
 96     abc->m_Num1 = 20;
 97     abc->m_Num2 = 10;
 98     cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
 99     delete abc;
100 
101 }
102 
103 int main() {
104 
105     //test01();
106 
107     test02();
108 
109     system("pause");
110 
111     return 0;
112 
113 }
114 
115 // 總結
116 // 在真正的開發中，提倡 開閉原則
117 // 開閉原則： 對擴展進行開放，對修改進行關閉
118 //

 

7.3 純虛函數和抽象類

 1 #include<iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 // 純虛函數與抽象類
 5 
 6 class Base {
 7 public:
 8     // 純虛函數
 9     // 該類為抽象類
10     virtual void func() = 0;
11 };
12 
13 class Son :public Base {
14 public:
15     void func() {
16         cout << "子類重寫了父類的純虛函數！" << endl;
17     }
18 };
19 
20 void test01() {
21     //Base b;  // 報錯，抽象類，無法實例化對象
22     //new Base;  // 報錯，堆區也無法實例化
23 
24     //Son s;  // 報錯，子類需要重寫抽象類（父類）的純虛函數
25 
26     Son s;
27     s.func();
28 }
29 
30 int main() {
31 
32     test01();
33 
34     system("pause");
35 
36     return 0;
37 }
38 
39 
40 // 總結
41 // 在多態中，通常父類中的虛函數的實現是毫無意義的，主要都是調用子類重寫的內容
42 // 因此可以將虛函數改為傳虛函數
43 // 
44 // 純虛函數語法： virtual 返回值類型 函數名 (參數列表) = 0;
45 // 
46 // 當類中有了純虛函數，這類也成為抽象類
47 // 
48 // 抽象類特點：
49 //        無法實例化對象
50 //        子類必須重寫抽象類中的純虛函數，否則也屬於抽象類
51 // 
52 //

 

7.4 多態案例（二） 製作飲品

  1 #include<iostream>
  2 #include<string>
  3 
  4 using namespace std;
  5 
  6 // 多態案例2 製作飲品
  7 class AbstractDrinking {
  8 public:
  9     // 煮水
 10     virtual void Boil() = 0;
 11 
 12     // 沖泡
 13     virtual void Brew() = 0;
 14 
 15     // 倒入水中
 16     virtual void PourInCup() = 0;
 17 
 18     // 加入輔料
 19     virtual void PutSomething() = 0;
 20 
 21     // 製作飲品
 22     void makeDrink() {
 23         Boil();
 24         Brew();
 25         PourInCup();
 26         PutSomething();
 27     }
 28 
 29 };
 30 
 31 // 製作咖啡
 32 class Coffee : public AbstractDrinking {
 33 public:
 34     // 煮水
 35     virtual void Boil() {
 36         cout << "煮農夫山泉" << endl;
 37     }
 38 
 39     // 沖泡
 40     virtual void Brew() {
 41         cout << "沖泡咖啡" << endl;
 42     }
 43 
 44     // 倒入杯中
 45     virtual void PourInCup() {
 46         cout << "倒入杯中" << endl;
 47     }
 48 
 49     // 加入輔料
 50     virtual void PutSomething() {
 51         cout << "加入糖和牛奶" << endl;
 52     }
 53 };
 54 
 55 // 製作奶茶
 56 class MilkTea : public AbstractDrinking {
 57 public:
 58     // 煮水
 59     virtual void Boil() {
 60         cout << "煮農百歲山" << endl;
 61     }
 62 
 63     // 沖泡
 64     virtual void Brew() {
 65         cout << "沖泡珍珠" << endl;
 66     }
 67 
 68     // 倒入杯中
 69     virtual void PourInCup() {
 70         cout << "倒入杯中" << endl;
 71     }
 72 
 73     // 加入輔料
 74     virtual void PutSomething() {
 75         cout << "加入珍珠、果粒、椰蓉" << endl;
 76     }
 77 };
 78 
 79 void doWork(AbstractDrinking* abs) {
 80     abs->makeDrink();
 81     delete abs;
 82 }
 83 
 84 void test01() {
 85     // 製作咖啡
 86     cout << "製作咖啡" << endl;
 87     doWork(new Coffee);
 88 
 89     cout << "\n製作奶茶" << endl;
 90     doWork(new MilkTea);
 91 }
 92 
 93 int main() {
 94 
 95     test01();
 96 
 97     system("pause");
 98 
 99     return 0;
100 }

 

7.5 虛析構與純虛析構

 1 #include<iostream>
 2 #include<string>
 3 using namespace std;
 4 
 5 
 6 class Animal {
 7 public:
 8     virtual    void speak() = 0;
 9     Animal() {
10         cout << "Animal的構造函數" << endl;
11     }
12     // 虛析構
13     //virtual ~Animal() {
14     //    cout << "Animal的析構函數" << endl;
15     //}
16 
17     // 純虛析構  需要聲明，也需要函數實現
18     virtual ~Animal() = 0;
19     // 有了純虛析構之後，這個類也屬於抽象類，無法實例化對象
20 
21 };
22 
23 Animal::~Animal() {
24     cout << "Animal的純析構函數" << endl;
25 }
26 
27 class Cat :public Animal {
28 public:
29     Cat(string name) {
30         cout << "Cat的構造函數" << endl;
31         m_Name = new string(name);
32     }
33     void speak() {
34         cout << *m_Name << "小貓在說話" << endl;
35     }
36 
37     string* m_Name;
38 
39     ~Cat() {
40         cout << "Cat的析構函數" << endl;
41         if (m_Name != NULL) {
42             delete m_Name;
43             m_Name = NULL;
44         }
45     }
46 };
47 
48 void test01() {
49     Animal* animal = new Cat("Tom");
50     animal->speak();
51     delete animal;
52     // 父類指針在析構的時候，不會調用子類中的析構函數，
53     // 導致子類如果存在堆區數據，會出現記憶體泄露情況
54     // 解決方法：父類改為虛析構
55     // 這樣就會釋放子類的記憶體（走子類的析構函數）
56 
57 
58 
59 }
60 
61 int main() {
62 
63     test01();
64 
65     system("pause");
66 
67     return 0;
68 }
69 
70 // 總結
71 // 虛析構與純虛析構
72 // 多態使用時，如果子類中有屬性開闢到堆區，那麼父類指針析構函數無法調用到子類的析構代碼
73 // 解決方案：將父類的析構函數改為虛析構或者純虛析構
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