C++:多态公用继承（第十三章）

可能会遇到这样的问题：希望派生类和基类在同一个方法上的行为是不同的。我们称这种行为是多态（多种形态）。有两种机制可以实现多态公有继承。

  • 派生类中重新定义基类的方法
  • 虚方法

写一个班级类，记录每个同学的成绩以及记录班级的平均成绩；
写一个班级类的派生类，特有数据是最高分和最低分，平均成绩的算法是剔除最高分和最低分

/类声明
class Class
{
    enum{MAX=5};
    private:
        double score[MAX];
        double average;
        
    public:
        Class();
        Class(const double arr[]);
        double max();
        double min();
        double aver() {return average;}
        virtual void show_s() const;
        virtual void show_a() ;
        virtual ~Class(){}
 } ;
 
class Pclass : public Class
{
        double max;
        double min;
    public:
        Pclass();
        Pclass(Class& c);
        Pclass(const double d[]);
        
        virtual void show_s() const;
        virtual void show_a() ;
};

程序解析：

  1. 首先score数组不能直接写5为参数，必须枚举或静态常量
  2. 基类和派生类有同名原型（比如show_s）表明将有2个独立方法定义。基类版本限定名：Class::show_s(),派生类的限定名:Pclass::show_s()，程序将根据使用的对象类型来确定使用哪个方法。
  3. 也可以在基类方法声明前写上virtual，派生类自动生成virtual，所以派生类中可写可不写。将根据引用或指针指向的对象类型来确定使用哪种方法。
    如果没有virtual，将根据引用或指针类型选择方法。
  4. 上面是三种选择方法：
  • 直接写同名方法的(不过有没有virtual），根据对象类型
    比如Class c1是Class对象，Pclass c2是Pclass对象
  • 直接写同名方法的(没有virtual)，根据指针或引用类型
    比如
Class c3 , Pclass c4;
Class& p1 = c3;  Class& p2 = c4;
p1.show_s()  /将使用Class::show_s()
p2.show_s() /将使用Class::show_s()

因为指针和引用都是Class类型

  • 方法前带有virtual的，根据指针或引用所指对象(代码接上)
p1.show_s()  //将使用Class::show_s()
p2.show_s() //将使用Pclass::show_s()

因为p1是Class方法，p2是Pclass方法

  1. 在基类里还要写上返回最大值、最小值、平均值的函数，因为派生类不能直接访问基类的私有数据，必须使用基类的共有方法才能访问数据，访问方式取决于方法。
  2. 派生类构造函数在初始化基类数据时，使用成员初始化列表语句，就是在成员初始化列表里调用基类的构造函数.
  3. 非构造函数不能使用成员初始化列表语句，派生类方法可以调用公有的基类方法，如果是多态方法，要加上作用域解析运算符，如果不加的话程序会误以为调用的方法可能是本类的，会出现递归的错误。如果不是多态方法，可以不使用。
/源代码文件
#include"class.h"
#include<iostream> 
Class::Class():average(0)
{
    for(int i=0;i<5;i++)
        score[i]=0;
}

Class::Class(const double arr[])
{
    double total=0;
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        score[i]=arr[i];
        total+=score[i];
    }
    average = total/5;
 }
 
 double Class::max() 
 {
    double m=0;
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        if(score[i]>m)
            m=score[i];
    }
    return m;
  } 
  
double Class::min()
{
    double m=100;
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        if(score[i]<m)
            m=score[i];
    }
    return m;
}
 
 void Class::show_s() const{
    std::cout<<"班级的分数：\n";
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        std::cout<<i+1<<": "<<score[i]<<"\n";
     }
 }
 
 void Class::show_a() 
 {
    std::cout<<"班级平均分数（未剔除最高最低分）：\n"<<average<<"\n";
  } 
 
 Pclass::Pclass(Class& c):Class(c)
 {
    max = c.max();
    min = c.min();
 }
 
Pclass::Pclass(const double d[]):Class(d)
{
    max = Class::max();
    min = Class::min();
}
 
 Pclass::Pclass():Class()
 {
    max=min=0;
 }
 
 void Pclass::show_s() const 
 {
    using std::cout;
    Class::show_s();
    cout<<"最高分:\n"<<max;
    cout<<"\n最低分:\n"<<min<<"\n";
 }
 
 void Pclass::show_a() 
 {
    using std::cout;
    double aver_edit,temp ;
    temp = Class::aver();
    aver_edit = (temp*5 - max - min)/3;
    cout<<"平均分数（剔除最高最低分）：\n"<<aver_edit<<"\n";
 }

程序解析：

  1. Class类就不说了，都没什么难度
  2. Pclass参数为Class引用的构造函数：
  • 成员初始化Class(c)将调用Class::Class（const Class&）复制构造函数，由于没有动态内存分配，所以使用默认复制构造函数就OK
  • max和min赋值为c.max() , c.min()的返回值，这里的c是一个对象，跟下面的基类方法访问，对象访问方法理解开来！
  1. Pclass参数为const double数组的构造函数：
  • 成员初始化Class(d)将调用Class::Class(const double d[])来初始化基类私有数据。
  • max和min赋值为Class::max() , Class::min()的返回值，访问基类方法记得作用域解析运算符。
  1. Pclass默认构造函数可以调用Class默认构造函数
  2. Pclass的show_s（）会调用Class::show_s(),这里也是派生类方法可以调用基类方法的一个例子。然后自己在添加内容，就能达到不一样的行为的目的。
  3. Pclass的show_a（）不在函数名后加const，别问我为啥，现在是深夜凌晨1点半，我的大脑好混乱。
/main.cpp
#include"class.h"
#include<iostream>

int main()
{
    using std::cout;
    using std::endl;
    using std::cin; 
    double d1[5]{100,90,80,60,80};
    Class c1(d1);
    Pclass c2(c1);
    c1.show_s();
    c1.show_a();
    c2.show_s();
    c2.show_a();
    
    Class* ptr [3];
    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        double d2[5]={0};
        cout<<"Enter 5 scores: ";
        for(int j=0;j<5;j++)
        {
            cin>>d2[j];
        }
        int tap;
        cout<<"enter 1 to use Class, enter 2 to use Pclass: ";
        while(cin>>tap && (tap != 1 && tap != 2))
            cout<<"You can enter 1 or 2 only\n";
        if(tap==1)
            ptr[i] = new Class(d2);
        else
            ptr[i] = new Pclass(d2);
        while(cin.get()!='\n' )
            continue;
     } 
    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        ptr[i]->show_s();
        ptr[i]->show_a();
     } 
     for(int i=0;i<3;i++)
    {
        delete  ptr[i];
    }
     cout<<"Over!\n";
    
    return 0;
}

程序解析：

  1. 首先方法是根据类对象的类型判断使用哪种方法
  2. 声明一个成员为Class指针的数组，后面的for循环，让用户选择使用哪种方法，1就是Class方法，将Class指针指向Class内，2就是Pclass方法，将Class指针指向Pclass类。然后体会一下virtual根据指针或引用所指对象类型来选择方法的这个逻辑。
  3. 最后要delete占用的内存，不是数组，所以上面那种方法。

结果1:(根据对象类型判断）


image.png

结果2：（根据指针或引用所指的对象类型判断，其实没啥区别..）


image.png

为何需要虚析构函数
如果析构函数不是虚的，则将只调用对应指针类型的析构函数。但如果是虚析构函数，则将调用相对应类型的析构函数。虚析构函数可以确保正确的析构函数序列被调用。

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