[黑马程序员课程记录]C++核心部分5

4.7 多态

4.7.1 多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一

多态分为两类

静态多态: 函数重载和运算符重载属于静态多态，复用函数名
动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别：

静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

下面通过案例进行讲解多态

#include<iostream>
using namespace std;//多态//我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数
//如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
//如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编//动物类
class animal
{public://虚函数virtual void speak()  //加virtual可以实现地址晚绑定{cout << "动物说话" << endl;}
};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()//函数前面加不加virtual都可以{cout << "猫说话" << endl;}
};class dog :public animal
{public:void speak(){cout << "狗说话" << endl;}
};//执行说话的函数
//地址早绑定  在编译阶段确定了函数的地址
//如果想执行猫说话，那么函数的地址不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，即地址晚绑定
void dospeak(animal& animal)  // animal &animal=cat;
{animal.speak();
}//动态多态满足条件：
//1、有继承关系
//2、子类 重写 父类中的虚函数//动态多态使用：
//父类指针或引用指向子类对象（dospeak里面的引用）void test1()
{cat c1;dospeak(c1); //在animal里面函数前加virtualdog d1;dospeak(d1);
}int main()
{test1();system("pause");return 0;
}

总结：

多态满足条件

有继承关系
子类重写父类中的虚函数

多态使用条件

父类指针或引用指向子类对象

重写：函数返回值类型函数名参数列表完全一致称为重写

void test2()
{cout << "sizeof  animal = " << sizeof(animal) << endl;//不加virtual为1空间，加virtual为一个指针空间32位系统为4位，64位系统为8位
}

4.7.2 多态案例一-计算器类

案例描述：

分别利用普通写法和多态技术，设计实现两个操作数进行运算的计算器类

多态的优点：

代码组织结构清晰
可读性强
利于前期和后期的扩展以及维护

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>//分别用普通写法与多态技术实现计算器普通写法
//class calculator
//{//public:
//  int getresult(string symbol)
//  {//      if (symbol == "+")
//      {//          return m_num1 + m_num2;
//      }
//      else if (symbol == "-")
//      {//          return m_num1 - m_num2;
//      }
//      else if (symbol == "*")
//      {//          return m_num1 * m_num2;
//      }
//      //如果想扩展新的功能，需要修改源码
//      //在真正开发中 提倡 开闭原则
//      //开闭原则：对扩展进行开放，对修改进行关闭
//   }
//
//  int m_num1;
//  int m_num2;
//};//void test1()
//{//  calculator ca;
//  ca.m_num1 = 10;
//  ca.m_num2 = 10;
//
//  cout << ca.m_num1 << "+" << ca.m_num2 << "=" << ca.getresult("+") << endl;
//  cout << ca.m_num1 << "-" << ca.m_num2 << "=" << ca.getresult("-") << endl;
//  cout << ca.m_num1 << "*" << ca.m_num2 << "=" << ca.getresult("*") << endl;
//
//}//利用多态实现计算器
//多态好处
// 1.代码组织结构清晰
// 2.可读性强
// 3.利于前期和后期的扩展以及维护
//实现计算器抽象类
class abstractcalculator
{public:virtual int getresult(){return 0;}int m_num1;int m_num2;
};class addcalculator :public abstractcalculator
{public:int getresult(){return m_num1+m_num2;}
};class decalculator :public abstractcalculator
{public:int getresult(){return m_num1 - m_num2;}
};class mulcalculator :public abstractcalculator
{public:int getresult(){return m_num1 * m_num2;}
};void test2()
{//多态使用条件//父类指针或者引用指向子类对象abstractcalculator* abc = new addcalculator;abc->m_num1 = 10;abc->m_num2 = 10;cout << abc->m_num1 << "+" << abc->m_num2 << "=" << abc->getresult() << endl;delete abc;abc = new decalculator;abc->m_num1 = 10;abc->m_num2 = 10;cout << abc->m_num1 << "-" << abc->m_num2 << "=" << abc->getresult() << endl;delete abc;abc = new mulcalculator;abc->m_num1 = 10;abc->m_num2 = 10;cout << abc->m_num1 << "*" << abc->m_num2 << "=" << abc->getresult() << endl;delete abc;
}int main()
{//test1();test2();system("pause");return 0;
}

总结：C++开发提倡利用多态设计程序架构，因为多态优点很多

4.7.3 纯虚函数和抽象类

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容

因此可以将虚函数改为纯虚函数

纯虚函数语法：virtual 返回值类型函数名（参数列表）= 0 ;

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类

抽象类特点：

无法实例化对象
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

示例：

#include<iostream>
using namespace std;//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//抽象类的特点：//1.无法实例化对象//2.子类必须重写抽象类中的纯虚函数，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 test1()
{//base b;//抽象类无法实例化对象//new base;//抽象类无法实例化对象//son s;//子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类son s;//子类重写抽象类中的纯虚函数 ,可以实例化对象base* base = new son;base->func();delete base;}int main()
{test1();system("pause");return 0;
}

4.7.4 多态案例二-制作饮品

案例描述：

制作饮品的大致流程为：煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料

利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶

示例：

#include<iostream>
using namespace std;class base
{public:virtual void boil() = 0;virtual void brew() = 0;virtual void pour() = 0;virtual void add() = 0;
};class cafe :public base
{public:virtual void boil(){cout << "1.煮水" << endl;}virtual void brew(){cout << "2.冲泡咖啡" << endl;}virtual void pour(){cout << "3.倒入杯中" << endl;}virtual void add(){cout << "4.加糖和牛奶" << endl;}
};class tea :public base
{public:virtual void boil(){cout << "1.煮水" << endl;}virtual void brew(){cout << "2.冲泡茶叶" << endl;}virtual void pour(){cout << "3.倒入杯中" << endl;}virtual void add(){cout << "4.加柠檬" << endl;}
};void dodrink(base *base)
{base->boil();base->brew();base->pour();base->add();delete base;
}
void test1()
{cafe c1;dodrink( &c1);cout << "------------" << endl;dodrink(new tea);
}int main()
{test1();system("pause");return 0;
}

4.7.5 虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码

解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构

虚析构和纯虚析构共性：

可以解决父类指针释放子类对象
都需要有具体的函数实现

虚析构和纯虚析构区别：

如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

虚析构语法：

virtual ~类名(){}

纯虚析构语法：

virtual ~类名() = 0;

类名::~类名(){}

示例：

#include<iostream>
using namespace std;class cpu
{public:virtual void calculate() = 0;
};class videcade
{public:virtual void diaplay() = 0;
};class memory
{public:virtual void storage() = 0;
};class intelcpu :public cpu
{public:virtual void calculate(){cout << "intel的cpu开始工作" << endl;}
};class intelvide :public videcade
{public:virtual void diaplay(){cout << "intel的显卡开始工作" << endl;}};class intelmemory :public memory
{public:virtual void storage(){cout << "intel的内存条开始工作" << endl;}};class lenovocpu :public cpu
{public:virtual void calculate(){cout << "lenovo的cpu开始工作" << endl;}
};class lenovovide :public videcade
{public:virtual void diaplay(){cout << "lenovo的显卡开始工作" << endl;}};class lenovomemory :public memory
{public:virtual void storage(){cout << "lenovo的内存条开始工作" << endl;}};class computer
{public:computer(cpu *c,videcade *v,memory *m){m_cpu = c;m_vc = v;m_me = m;}//提供工作函数void work(){//调用每个零件工作的接口m_cpu->calculate();m_vc->diaplay();m_me->storage();}~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_me != NULL){delete m_me;m_me = NULL;}}
private:cpu *m_cpu;videcade *m_vc;memory* m_me;
};void test1()
{//第一台电脑cpu* ic = new intelcpu;videcade* iv = new intelvide;memory* im = new intelmemory;cpu* lc = new lenovocpu;videcade* lv = new lenovovide;memory* lm = new lenovomemory;cpu* lc2 = new lenovocpu;videcade* iv2 = new intelvide;memory* lm2 = new lenovomemory;//创建第一台电脑cout << "创建第一台电脑" << endl;computer computer1(ic, iv, im);computer1.work();//delete computer1;cout << "----------" << endl;cout << "创建第二台电脑" << endl;computer* computer2 = new computer(lc, lv, lm);computer2->work();delete computer2;cout << "----------" << endl;cout << "创建第三台电脑" << endl;computer* computer3 = new computer(lc2, iv2, lm2);computer3->work();delete computer3;}int main()
{test1();system("pause");return 0;
}