現(xiàn)在來(lái)考慮做一個(gè)程序,處理某公司所雇傭人員的問(wèn)題。這個(gè)程序可能包含如下一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):
struct Employee


{
string first_name,family_name;
char middle_initial;
Date hiring_date;
short department;
//
};下一步我們可能需要去定義經(jīng)理:
struct Manager


{
Employee emp;
list<Employee*> group; //所管理的人員
short level;
//
};一個(gè)經(jīng)理同時(shí)也是一個(gè)雇員,所以在Manager對(duì)象的emp成員存儲(chǔ)著Employee數(shù)據(jù)。很明顯這樣的設(shè)計(jì)是糟糕的,大家都會(huì)想到派生:
struct Manager:public Employee


{
list<Employee*> group;
short level;
};這個(gè)Manager是由Employee派生的,反過(guò)來(lái)就是說(shuō),Employee是Manager的一個(gè)基類。類Manager包含類Employee得所有成員,再加上它自己的一些成員。
按照這種方式從Employee派生出Manager,就使Manager成為Employee的一個(gè)子類型,使Manager可以用在能夠接受Employee的任何地方。因?yàn)镸anager是Employee,所以Manager*就可以當(dāng)做Employee*使用。然而,因?yàn)镋mployee不一定是Manager,所以Employee*就不能當(dāng)做Manager*用。總而言之類Derived有一個(gè)公用基類Base,那么就可以用Derived*給Base*類型的變量賦值,不需要顯示的類型轉(zhuǎn)換。而相反的方向,從Base*到Derived*則必須顯示轉(zhuǎn)換。例如:
void g(Manager mm,Employee ee)


{
Employee* pe = &mm; //可以:Manager都是Employee
Manager* pm = ⅇ //錯(cuò)誤:Employee不一定是Manager
pm->level = 2; //災(zāi)難:ee沒(méi)有l(wèi)evel
pm = static_cast<Manager*>(pe);//蠻力:這個(gè)可以,因?yàn)閜e指向的是Manager mm
pm->level = 2; //沒(méi)問(wèn)題
} 派生類的成員可以使用其基類的公用的和保護(hù)的成員,但是,派生類不能使用基類的私有成員。對(duì)于派生類的成年公園而言,保護(hù)成員就像是公用成員;但對(duì)于其他函數(shù)它們則像是私用成員。
下面說(shuō)說(shuō)派生類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
有些派生類需要構(gòu)造函數(shù)。如果某個(gè)基類中有構(gòu)造函數(shù),那么就必須調(diào)用這些構(gòu)造函數(shù)中的某一個(gè)。默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)可以被隱含的調(diào)用,但是,如果一個(gè)基類的所有構(gòu)造函數(shù)都有參數(shù),那么就必須顯示的調(diào)用其中的某一個(gè)。基類構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)應(yīng)在派生類構(gòu)造函數(shù)的定義中有明確描述。在這方面,基類的行為恰恰就像是派生類的一個(gè)成員。例如:
Employee::Employee(const string& n,int d):family(n),department(d)


{
//
}


Manager::Manager(const string& n,int d,int lvl):Employee(n,d),/**//*初始化基類*/level(lvl)/**//*初始化成員*/


{
//
}派生類的構(gòu)造函數(shù)只能描述它自己的成員和自己的直接基類的初始式,它不能直接去初始化基類的成員,例如:
Manager::Manager(const string& n,int d,int lvl):family_name(n).department(d),level(lvl)//錯(cuò)誤:在Manager里沒(méi)有family_name和department的聲明


{
//
} 類對(duì)象的構(gòu)造是自下而上進(jìn)行的:首先是基類,而后是成員,再后才是派生類本身。類對(duì)象的銷毀則正好以相反的順序進(jìn)行:首先是派生類本身,而后是成員,再后才是基類。
對(duì)于給定的一個(gè)類型為Base*的指針,被指的對(duì)象到底屬于哪個(gè)派生類型呢?這個(gè)問(wèn)題有四種基本的解決方案:
- 保證被指的只能是唯一類型的對(duì)象
- 在基類里安排一個(gè)類型域,供函數(shù)檢查
- 使用dynamic_cast
- 使用虛函數(shù)
從Employee的函數(shù)中取得“正確的”行為i,而又不依賴于實(shí)際使用的到底是哪一種Employee,這就是所謂的多態(tài)性。一個(gè)帶有虛函數(shù)的類型被稱為是一個(gè)多態(tài)類型。要在C++里取得多態(tài)行為,被調(diào)用的函數(shù)就必須是虛函數(shù),而對(duì)象則必須是通過(guò)指針或者引用去操作的。如果直接操作一個(gè)對(duì)象(而不是通過(guò)指針或引用),它的確切類型就已經(jīng)為編譯器所知,因此也就不需要運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性了。
那么一個(gè)虛函數(shù)聲明為純虛函數(shù),則這個(gè)虛函數(shù)所在的類為抽象類。用=0作為初始式就使虛函數(shù)成為“純虛的”。注意:不能創(chuàng)建抽象類的對(duì)象。抽象類只能做界面,作為其他類的基類。還有一點(diǎn)也要指的注意,一個(gè)未在派生類里定義的純虛函數(shù)仍舊還是一個(gè)純虛函數(shù),這種情況也將使該派生類仍為一個(gè)抽象類。例如:
class Shape


{
public:
virtual void draw()=0;
virtual bool isClose()=0;
//
};

class Circel:public Shape


{
public:

bool isClose()
{return true;}//覆蓋Shap::isClose
//draw尚未覆蓋
};
Circel a;//錯(cuò)誤:聲明的是抽象類Circel對(duì)象
抽象類的最重要用途就使提供一個(gè)界面,而又不是暴露任何實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。
忠告 :
- 避免類型域
- 用抽象類將設(shè)計(jì)的中心集中到提供清晰的界面方面
- 用抽象類使界面最小化
- 一個(gè)有虛函數(shù)的類應(yīng)該有一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)
- 抽象類通常不需要構(gòu)造函數(shù)