[黑马程序员课程记录]C++核心部分5

最新推荐文章于 2025-05-19 12:41:13 发布

华氏451度。

最新推荐文章于 2025-05-19 12:41:13 发布

阅读量598

点赞数

分类专栏： C++之基础文章标签： c++ 开发语言 visual studio 改行学it

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_53953432/article/details/127306418

版权

C++之基础专栏收录该内容

22 篇文章

订阅专栏

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virtual

	dog 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
}

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

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;
}