C++ 特性
C++ 三大特性,封装继承多态。我们先实现一个Quote作为基类
1 | class Quote |
net_price是一个虚函数,实现了基类的计算规则。同时我们实现了一个虚函数f3,但是f3末尾用final标识了,表示继承Quote的子类不能重写f3函数。
我们实现子类
1 | class BulkQuote : public Quote |
子类无法重写f3所以注释了。子类BulkQuote重写了net_price,该函数后边用了overide关键字,C11规定写了override关键字的函数必须符合基类的规则,包括函数参数类型相同,返回值相同,函数名一致等。
基类Quote有一个静态函数PrintHello,子类继承Quote也将PrintHello继承过来。
可以通过如下方式调用
1 | void use_base_static() |
可以将子类赋值给基类或者将子类对象传给基类的构造函数,这么做的结果是基类构造时只拷贝子类的基类部分。
1 | void use_derive_to_base() |
当我们将一个子类对象传递给一个基类引用,或者将一个子类对象的指针传递给一个基类指针,通过基类的指针或引用调用虚函数,会动态调用子类对象的虚函数版本,这种特性叫做多态。我们先实现一个全局函数
1 | void print_total(ostream &os, const Quote "e, std::size_t n) |
多态特性会让编译器根据动态类型绑定虚函数调用的版本,所谓动态类型就是运行时才确定的类型。
1 | void use_derive_param() |
上面的程序会根据传给print_total具体的实参类型调用各自的虚函数net_price。
纯虚类
如果一个类只包含纯虚函数,不包含成员变量,则该类为纯虚类。所谓纯虚函数就是只有声明,函数体为=0的形式。
1 | //纯虚类 |
纯虚类类似于Go语言的interface,当我们继承纯虚类后一定要重写其所有的纯虚函数。
1 | class DeriveFromBase : public VirtualBase |
封装性
子类只可以访问基类的protected和public成员,不能访问private成员。子类的友元函数可以访问子类的私有变量,公有变量以及受保护的变量,当时不能访问基类的私有变量和protected变量。
1 | // protected |
ProBase包括一个私有变量priv_mem和一个受保护变量prot_mem。我们定义子类继承它
1 | class Sneaky : public ProBase |
通过继承Sneaky拥有了基类ProBase的私有变量priv_mem和受保护变量prot_mem。又定义了自己的私有变量self_mem和prot_mem。
可以看到即使在Sneaky的类声明中UsePriv这个函数里也无权访问基类的私有变量priv_mem。我们在如下函数测试
1 | void use_probase() |
在类的声明之外,通过对象的方式无法直接使用sk的私有变量prot_mem。因为子类实现了mem_func(int n)版本,所以把基类的mem_func(void)覆盖了,想调用基类版本的mem_func()需要通过sk.ProBase::mem_func()显示调用基类版本。
接下来我们实现Sneaky的两个友元函数
1 | void clobber(Sneaky &s) |
子类的友元函数无法访问基类的私有成员和保护成员。
重写和隐藏
子类继承基类,重新实现基类的虚函数就叫做重写,重写要求必须和基类的虚函数完全匹配,包括参数类型返回值等。
对于基类的非虚函数,子类实现了同名的函数,只要名字相同,即使参数不同,也可以覆盖基类函数,叫做隐藏。
1 | class VBase |
如下函数展示了覆盖和重写等情况时调用规则
1 | void use_hiddenbase() |
类的继承和多态总结
1 派生类向基类转换只在指针或引用时才生效
2 不存在默认的基类向子类转换,但是如果确认转换安全可以通过static_cast来转换。
3 类不想被继承,可以在类名后添加final关键字
4 如果子类无权访问基类构造函数,则无法实现子类对象向基类对象的转换。
5 子类对象可以向基类对象转换,默认只将子类对象中基类的成员赋值给基类对象。
6 多态就是将子类对象的指针赋值给基类对象的指针,通过调用基类的虚函数,实现动态绑定, 运行时调用了子类的虚函数。
7 final 声明的虚函数会阻止继承该类的类重写该函数
8 override 要求编译器检测重写的函数是否符合规则,是否为虚函数,是否为类型相同。
9 继承纯虚类,一定要实现它的所有纯虚方法,否则该类无法使用。
10 子类可以使用基类的public和protected成员,子类无法使用基类的private成员
11 proteced 和private成员不可被对象的方式访问。
12 子类的友元函数可以访问子类的私有变量和受保护变量,但是不能访问基类的受保护变量。
13 子类的友元函数可以访问子类自己定义的私有变量,但是不能访问从基类继承而来的私有变量。
14 子类和基类有相同名字的成员或者非虚函数非静态的成员函数,在使用的时候默认使用子类的,
如果想使用基类的需要加上基类名字的作用域。
15 如果子类实现的函数和基类的虚函数同名,但是参数类型不同,就不是重写而是隐藏,重写要求子类的函数和
基类的虚函数类型,名称完全一致。
16 针对一个普通的非虚函数的成员函数,子类实现了一个同名的函数,就是覆盖,会隐藏基类的同名函数
17 重载是对于一个类来讲,实现了多个同名函数,他们的参数不同。