C++面向对象含义
来源:互联网 发布:全国计算机sql 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 06:31
继承和动态绑定对程序的编写有两方面的影响:一是可以更容易地定义与其他类相似但不完全相同的类;二是在使用这些彼此相似的类编写程序时,可以在一定程度上忽略掉它们的区别。
面向对象程序设计的核心思想是数据抽象、继承和动态绑定。通过数据抽象,我们可以将类的接口与实现分离;使用继承,可以定义相似的类型并对其相似关系建模;使用动态绑定,可以在一定程度上忽略相似类型的区别,而以统一的方式使用它们的对象。
数据抽象
数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程技术。类的接口包括用户所能执行的操作;类的实现则包括类的数据成员、负责接口实现的函数体及定义类所需的各种私有函数。封装实现了类的接口和实现的分离。封装后的类隐藏了它的实现细节,也就是说,类的用户只能使用接口而无法访问实现部分。在C++语言中,使用访问说明符加强类的封装性:定义在public说明符之后的成员在整个程序内可被访问,public成员定义类的接口。定义在private说明符之后的成员可以被类的成员函数访问,但不能被使用该类的代码访问,private部分封装了类的实现细节。
class Sales_data{public:
Sales_data()=default;
Sales_data(const std::string &s,unsigned n,double p):bookNo(s),units_sold(n),revenue(p*n){ }
Sales_data(const std::string &s)bookNo(s){ }
Sales_data(std::istream&);
std::string isbn() const{return bookNo;}
Sales_data& combine(const Sales_data&);
private:
double avg_price()const
{ return units_sold ? revenue/units_sold : 0;}
std::string bookNo;
unsigned units_sold=0;
double revenue=0.0;
}
作为接口的一部分,构造函数和部分成员函数紧跟你在public说明符之后;而数据成员和作为实现部分的函数则跟在private说明符后面。
类的成员函数的声明必须在类的内部,它的定义既可以在类的内部也可以在类的外部。而作为接口组成部分的非成员函数的定义和声明都在类的外部。定义在类内部的函数是隐式的inline函数。
继承
通过继承联系在一起的类构成一种层次关系。通常在层次关系的根部有一个基类,其他类则直接或间接地从基类继承而来,这些继承得到的类成为派生类。基类负责定义在层次关系中所有类共同拥有的成员,而每个派生类定义各自特有的成员。下面先定义一个名为Quote的类,并将它作为层次关系中的基类。Quote的对象表示按原价销售的书籍。Quote派生出另一个名为Bulk_quote的类,它表示可以打折销售的书籍。
这些类将包含下面的两个成员函数:
isbn(),返回书籍的ISBN编号。该操作不涉及派生类的特殊性,因此只定义在Quote类中。net_price(size_t),返回书籍的实际销售价格,前提是用户购买该书的数量达到一定标准。这个操作显然是类型相关的,Quote和Bulk_quote都包含该函数。
在C++语言中,基类将类型相关的函数与派生类不做改变直接继承的函数区分对待。对于某些函数,基类希望它的派生类各自定义适合自身的版本,此时基类就将这些函数声明成虚函数。因此,我们可以将Quote类编写成:
class Quote{public:
std::string isbn() const;
virtual double net_price(std::size_t n)const;
};
派生类必须通过使用类派生列表明确指出它是从哪个基类继承而来的。类派生列表的形式是:首先是一个冒号,后面紧跟以逗号分隔的基类列表,其中每个基类前面可以有访问说明符:
class Bulk_quote:public Quote
{
public:
double net_price(std::size_t)const override;
}
因为Bulk_quote在它的派生列表中使用了 public关键字,因此我们完全可以把Bulk_quote的对象当成Quote的对象来使用。
派生类必须在其内部对所有重新定义的虚函数进行声明。派生类可以在这样的函数前加上virtual关键字,但是并不是非得这么做。C++11新标准允许派生类显式地注明它将使用哪个成员函数改写基类的虚函数,具体措施是在该函数的形参列表之后增加一个override关键字。动态绑定
通过使用动态绑定,能用同一段代码分别处理Quote和Bulk_quote的对象。例如,要购买的书籍和购买的数量已知时,下面的函数负责打印总的费用:double print_total(ostream &os,const Quote &item,size_t n)
{
//根据传入item形参的对象类型调用Quote::net_price或者Bulk_quote::net_price
double net=item.net_price(n);
os<<"ISBN:"<<item.isbn()<<"#sold:"<<n<<"total due:"<<ret<<endl;
return ret;
}
关于上面函数两个有意思的结论:因为函数print_total的item形参是基类Quote的一个引用,所以既能使用基类Quote的对象调用该函数,也能使用派生类Bulk_quote的对象调用它;又因为print_total是使用引用类型调用net_price函数的,所以实际传入print_total的对象类型将决定到底执行net_price的哪个版本:
//basic的类型是Quote;bulk的类型是Bulk_quoteprint_total(cout,basic,20);//调用Quote的net_price
print_total(cout,bulk,20);//调用Bulk_quote的net_price
上述过程中函数的运行版本由实参决定,即在运行时选择函数的版本,所以动态绑定有时又被称为运行时绑定。在C++语言中,当我们使用基类的引用(或指针)调用一个虚函数时将发生动态绑定。
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