继承、多态和文件操作

继承
- 继承方式
- 继承中的对象模型
- 继承中的构造和析构
- 继承中同名成员的处理方式
- 继承同名静态成员处理方式
- - 多继承语法
  - 菱形继承
多态
- 多态的基本概念
- 动态多态满足的条件
- 多态的优点
纯虚函数和抽象类
- 纯虚函数
- 虚析构和纯虚析构
文件操作
- 文本文件
- - 写文件
  - 文件打开方式
  - 读文件
- 二进制文件
- - 读文件

继承

继承是面向对象的三大特性之一
好处：减少重复代码
语法：class 子类 : 继承方式父类
子类：派生类
父类：基类

继承方式

语法：class 子类 : 继承方式父类
继承方式：
○ 公共继承
■ public 和 protected 权限不变
■ 父类中私有成员不能访问
○ 保护继承
■ public 和 protected 都成为 protected 成员
■ 父类中私有成员不能访问
○ 私有继承
■ 父类中的所有成员都变成 private
■ 父类中私有成员不能访问

继承中的对象模型

● 父类中所有非静态成员属性都会被子类继承
● 父类中的私有成员只是被编译器隐藏，不能访问，但是实际被继承了

继承中的构造和析构

● 继承中的构造：先构造父类，再构造子类；
● 继承中的析构：先析构子类，再析构父类；

继承中同名成员的处理方式

问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或者父类中同名的数据呢？
○ 访问子类同名成员：直接访问即可；
○ 访问父类同名成员：需要加作用域；
■ 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所有同名的成员函数；
■ 如果想访问，必须加作用域；

继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？
○ 静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致；
○ 访问子类：直接访问；
○ 访问父类：加作用域；

多继承语法

C++允许一个类多继承；
○ 语法：class 子类 : 继承方式父类, 继承方式父类, ……；
○ 多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分；
○ C++实际开发中不建议使用多继承；

菱形继承

菱形继承概念：
○ 两个派生类继承同一个基类；
○ 又是某个类同时继承两个派生类；
○ 这种继承成为菱形继承或者钻石继承；
关键字：virtual
○ 在继承的时候加上关键字后变成虚继承；
○ 虚继承中相同的数据是共享的；

多态

多态的基本概念

多态是面向对象的三大特征之一
○ 多态的分为两类
■ 静态多态：函数重载和运算符重载属于静态多态，服用函数名；
■ 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的区别
■ 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；

动态多态满足的条件

有继承关系；
子类重写父类的虚函数；
○ 虚函数：函数前用virtual关键字说明；
○ 重写：函数返回值类型相同、函数名相同、函数参数列表完全相同；

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；
○ 开闭原则：对扩展进行开放，对修改进行关闭；

纯虚函数和抽象类

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，这个类成为抽象类；
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；

虚析构和纯虚析构

问题：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；
○ 父类指针指向父类的对象，则在父类析构的时候，不会调用子类中的析构函数，导致子类如果有堆区属性，出现泄漏。
解决方式：将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构；
○ 纯虚析构：既要声明也要实现，及需要在内外将其实现，不然不能通过编译；
虚析构和纯虚析构的共性
○ 可以解决父类指针释放子类对象；
○ 都需要具体的函数实现；
虚析构和纯虚析构的区别
○ 如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化；
虚析构语法：virtual ~类名(){}
纯虚析构语法：virtual ~类名() = 0;

文件操作

程序运行时产生的数据都属于零时数据，程序一旦运行结束都会被释放；
通过文件可以将数据持久化；
C++中对文件操作需要包含头文件<fstream>;
文件类型分为两种：
○ 文本文件：文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们；
操作文件的三大类：
○ ofstream:写操作
○ ifstream:读操作
○ fstream:读写操作

文本文件

写文件

步骤
○ 包含头文件：#include <fstream>；
○ 创建流对象：ofstream ofs;
○ 打开文件：ofs.open("文件路径",打开方式);
○ 写数据：ofs << "写入的数据";
○ 关闭文件：ofs.close();

文件打开方式

打开方式	解释
ios::in	为读文件而打开文件
ios::out	为写文件而打开文件
ios::ate	初始位置：文件尾
ios::app	追加方式写文件
ios::trunc	如果文件存在先删除，再创建
ios::binary	二进制方式

○ 注意：文件打开方式可以配合，利用 | 操作符；
○ 例如：用二进制方式写文件ios::binary | ios::out

//
// Created by NJUST'er'wang's on 2022/1/18.
//文本文件 写文件
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;void test01(){/* 1、包含头文件* 2、创建流对象* 3、指定打开方式* 4、写内容* 5、关闭文件* */ofstream ofs;ofs.open("test.txt",ios::out);ofs << "姓名：王东" <<endl;ofs <<"性别：男"<<endl;ofs.close();
}
int main(){test01();return 0;
}

读文件

读文件与写文件步骤相似，但是读取方式相对于比较多；
步骤
○ 包含头文件：#include <fstream>
○ 创建流对象：ifstream ifs;
○ 打开文件并判断文件是否打开成功：ifs.open("文件路径",打开方式);
○ 读数据：四种读方式；
○ 关闭文件：ifs.close();

//
// Created by NJUST'er'wang's on 2022/1/18.
//文本文件 读文件
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;void test01(){/* 1、包含头文件* 2、创建流对象* 3、打开文件 并且判断是否打开成功* 4、读数据* 5、关闭文件* */ifstream ifs;ifs.open("test.txt",ios::in);if(!ifs.is_open()) {cout<<"打开文件失败！"<<endl;return ;}

读数据

  //first methodchar buf[1024] = {0};while (ifs >> buf){cout<<buf<<endl;}

//second methodchar buf2[1024] = {0};while(ifs.getline(buf2,sizeof(buf2))){cout<<buf2<<endl;}

//third methodstring str;while (getline(ifs,str)){cout<<str<<endl;}

//forth methodchar ch;while ((ch = ifs.get()) != EOF ) //EOF  end of file{cout<<ch;}

 ifs.close();
}
int main()
{test01();return 0;
}

/*控制台输出：
姓名：王东
性别：男
*/

二进制文件

以二进制的方式对文件进行读写操作；
打开方式指定为：ios::binary
写文件
二进制文件主要利用流对象调用成员函数write
函数原型：ostream& write(const char * buffer,int len);
参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数；

//
// Created by NJUST'er'wang's on 2022/1/18.
//二进制文件 写文件
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>using namespace std;class Person {char name[10];int age;
public:Person(char name[10], int age) {strcpy(this->name, name);this->age = age;}char *getName() { return name; }int getAge() { return age; }};void test01() {/* 1、包含头文件* 2、创建流对象* 3、打开文件* 4、写文件* 5、关闭文件* */ofstream ofs;ofs.open("Person.txt", ios::out | ios::binary);Person p = {"唐潇", 24};ofs.write((const char *) &p, sizeof(Person));ofs.close();
}int main() {test01();return 0;
}

读文件

二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read；
函数原型：istream& read(char *buffer,int len);
参数解释：字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数；

//
// Created by NJUST'er'wang's on 2022/1/18.
//二进制文件的读文件
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstring>using namespace std;class Person {char name[10];int age;
public:Person() {}Person(char name[10], int age) {strcpy(this->name, name);this->age = age;}char *getName() { return name; }int getAge() { return age; }};void test01() {/* 1、包含头文件* 2、创建流对象* 3、判断是否打开成功* 4、读文件* 5、关闭文件* */ifstream ifs;ifs.open("Person.txt", ios::in | ios::binary);if (!ifs.is_open()) {cout << "打开文件失败！" << endl;return;}Person p;ifs.read((char *) &p, sizeof(Person));cout << "name: " << p.getName() << ' ' << "age: " << p.getAge() << endl;ifs.close();
}int main() {test01();return 0;
}
/*
name: 唐潇 age: 24*/

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