C++基础语法梳理：引用封装继承和多态

Posted 2021-09-28 一起学编程

本期是C++基础语法分享的第六节，今天给大家来分享一下：

（1）引用；

（2）宏；

（3）成员初始化列表；

（4）封装；

（5）继承；

（6）多态；

引用

左值引用

常规引用，一般表示对象的身份。

右值引用

右值引用就是必须绑定到右值（一个临时对象、将要销毁的对象）的引用，一般表示对象的值。

右值引用可实现转移语义（Move Sementics）和精确传递（Perfect Forwarding），它的主要目的有两个方面：

消除两个对象交互时不必要的对象拷贝，节省运算存储资源，提高效率。

能够更简洁明确地定义泛型函数。

引用折叠

X& &、X& &&、X&& & 可折叠成 X&

X&& && 可折叠成 X&&

宏

宏定义可以实现类似于函数的功能，但是它终归不是函数，而宏定义中括弧中的“参数”也不是真的参数，在宏展开的时候对 “参数” 进行的是一对一的替换。

成员初始化列表

好处

更高效：少了一次调用默认构造函数的过程。

有些场合必须要用初始化列表：

常量成员，因为常量只能初始化不能赋值，所以必须放在初始化列表里面

引用类型，引用必须在定义的时候初始化，并且不能重新赋值，所以也要写在初始化列表里面

没有默认构造函数的类类型，因为使用初始化列表可以不必调用默认构造函数来初始化

initializer_list 列表初始化

用花括号初始化器列表初始化一个对象，其中对应构造函数接受一个 std::initializer_list 参数.

initializer_list 使用

#include <iostream>
#include <vector>
#include <initializer_list>
 
template <class T>
struct S {
    std::vector<T> v;
    S(std::initializer_list<T> l) : v(l) {
         std::cout << "constructed with a " << l.size() << "-element list\\n";
    }
    void append(std::initializer_list<T> l) {
        v.insert(v.end(), l.begin(), l.end());
    }
    std::pair<const T*, std::size_t> c_arr() const {
        return {&v[0], v.size()};  // 在 return 语句中复制列表初始化
                                   // 这不使用 std::initializer_list
    }
};
 
template <typename T>
void templated_fn(T) {}
 
int main()
{
    S<int> s = {1, 2, 3, 4, 5}; // 复制初始化
    s.append({6, 7, 8});      // 函数调用中的列表初始化
 
    std::cout << "The vector size is now " << s.c_arr().second << " ints:\\n";
 
    for (auto n : s.v)
        std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\\n';
 
    std::cout << "Range-for over brace-init-list: \\n";
 
    for (int x : {-1, -2, -3}) // auto 的规则令此带范围 for 工作
        std::cout << x << ' ';
    std::cout << '\\n';
 
    auto al = {10, 11, 12};   // auto 的特殊规则
 
    std::cout << "The list bound to auto has size() = " << al.size() << '\\n';
 
//    templated_fn({1, 2, 3}); // 编译错误！“ {1, 2, 3} ”不是表达式，
                             // 它无类型，故 T 无法推导
    templated_fn<std::initializer_list<int>>({1, 2, 3}); // OK
    templated_fn<std::vector<int>>({1, 2, 3});           // 也 OK
}

面向对象

面向对象程序设计（Object-oriented programming，OOP）是种具有对象概念的程序编程典范，同时也是一种程序开发的抽象方针。

面向对象三大特征 —— 封装、继承、多态

封装

把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。关键字：public, protected, private。不写默认为 private。

public 成员：可以被任意实体访问

protected 成员：只允许被子类及本类的成员函数访问

private 成员：只允许被本类的成员函数、友元类或友元函数访问

继承

基类（父类）——> 派生类（子类）

多态

多态，即多种状态（形态）。简单来说，我们可以将多态定义为消息以多种形式显示的能力。

多态是以封装和继承为基础的。

C++ 多态分类及实现：

重载多态（Ad-hoc Polymorphism，编译期）：函数重载、运算符重载

子类型多态（Subtype Polymorphism，运行期）：虚函数

参数多态性（Parametric Polymorphism，编译期）：类模板、函数模板

强制多态（Coercion Polymorphism，编译期/运行期）：基本类型转换、自定义类型转换

静态多态（编译期/早绑定）

函数重载

class A
{
public:
    void do(int a);
    void do(int a, int b);
};

动态多态（运行期期/晚绑定）

虚函数：用 virtual 修饰成员函数，使其成为虚函数

动态绑定：当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

注意：

可以将派生类的对象赋值给基类的指针或引用，反之不可

普通函数（非类成员函数）不能是虚函数

静态函数（static）不能是虚函数

构造函数不能是虚函数（因为在调用构造函数时，虚表指针并没有在对象的内存空间中，必须要构造函数调用完成后才会形成虚表指针）

内联函数不能是表现多态性时的虚函数

动态多态使用

class Shape                     // 形状类
{
public:
    virtual double calcArea()
    {
        ...
    }
    virtual ~Shape();
};
class Circle : public Shape     // 圆形类
{
public:
    virtual double calcArea();
    ...
};
class Rect : public Shape       // 矩形类
{
public:
    virtual double calcArea();
    ...
};
int main()
{
    Shape * shape1 = new Circle(4.0);
    Shape * shape2 = new Rect(5.0, 6.0);
    shape1->calcArea();         // 调用圆形类里面的方法
    shape2->calcArea();         // 调用矩形类里面的方法
    delete shape1;
    shape1 = nullptr;
    delete shape2;
    shape2 = nullptr;
    return 0;
}

今天的分享就到这里了，大家要好好学C++哟~

写在最后：对于准备学习C/C++编程的小伙伴，如果你想更好的提升你的编程核心能力（内功）不妨从现在开始！

C语言C++编程学习交流圈子，QQ群：904329806【点击进入】微信公众号：C语言编程学习基地

整理分享（多年学习的源码、项目实战视频、项目笔记，基础入门教程）

欢迎转行和学习编程的伙伴，利用更多的资料学习成长比自己琢磨更快哦！

编程学习书籍分享：

 编程学习视频分享：