第10课 面向对象的增强(default/deleteoverride/final)

Posted 5iedu

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了第10课 面向对象的增强(default/deleteoverride/final)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、default和delete关键字

(一)编译器提供的“缺省函数

  1.类的成员函数:构造/析构函数、复制构造/复制赋值函数、移动构造/移动赋值函数

  2. 类的全局默认操作函数:operator new/delete、operator,、operator*、operator->、operator->*等。

(二)“=default”

  1. default:显式指示编译器生成该函数的默认版本,但仅用于类的特殊成员函数(含析构函数)。

  2. 当类中自定义了构造函数后,该类将不再是POD类型(可用is_pod检查),但使用default可“恢复”其POD特质。

  3. default既可以在类体里定义,也可以在类外定义

  (三) “=delete”

  1. 禁止使用某个函数。必须在函数第一次声明的时候将其声明为delete。

  2. 不同于default,任何函数(含非成员函数或模板函数)都可以delete

  3. 在函数重载或模板特化中,可用delete来滤掉一些函数的形参类型,禁止编译器做一些不必要的类型转换或阻止特定的模板实例化

  4. explicit和delete混用会带来混乱。因此在使用delete显式删除时,应该总是避免用explicit来修饰函数,反之亦然。

【编程实验】default和delete关键字

#include <iostream>
using namespace std;

class Widget

private:
    int data;

public:
    Widget() = default;  //指示编译器提供默认版本(不影响POD特质)
    Widget(int i):data(i)
    Widget(double d) = delete; //删除double版本
    explicit Widget(char c) = delete; //注意,这里explicit与deltete混用,将产生一些混乱。

    Widget(const Widget&) = delete;
    Widget& operator=(const Widget&);//这里没使用default,本例将在类外定义

private:
    //2.3.2 特化版本
    //Widget 类中声明了一个模板函数,当进行模板特化时,要求禁止参数为 void* 的函数调用。
    //本意是按照 C++98 的“私有不实现”思路,将特例化的函数声明为private。但模板特化不能放在
    //类作用域中定义,它必须放在命名空间作用域中定义。见后面类外定义部分
    //template<>
    //void processPointer<void>(void*);  //编译失败
public:
    //2.3 delete在模板特化中的作用
    //2.3.1 泛化版本
    template<typename T>
    void proccessPointer(T* ptr)
;

//在类外使用“=default”来指明使用默认版本
inline Widget& Widget::operator=(const Widget&) = default;

//2. delete重载函数
template<>
void Widget::proccessPointer<void>(void*) = delete; // 仍然是public, 但被delete

void Func(Widget w)

void overloadFunc(int i) ;
void overloadFunc(char c) = delete; //显式删除char版本

//4. delete妙用
//4.1 禁止在堆上创建类对象!
class NoHeapAlloc

public:
    void* operator new(std::size_t) = delete; //注意这里!
;

//4.2 禁止在栈上创建类对象!
class NoStackAlloc

public:
    NoStackAlloc()
    
        cout <<"NoStackAlloc()" << endl;
    
    ~NoStackAlloc() = delete; //注意这里,将导致无法自动析构函数。
;

int main()

    cout <<is_pod<Widget>::value << endl;  //0

    //1. 测试default与delete
    Widget w;  //ok,调用无参构造函数,己被声明为default;
    Widget w1;
    //Widget w2(w1);   //无法编译通过,因为Widget(const Widget&)己被delete
    //Widget w3 = w1;  //无法编译通过,因为Widget(const Widget&)己被delete
    Widget w4;
    w4 = w1;  //ok,operator=被指显式定为的默认函数

    //2. delete重载函数
    //2.1 delete成员函数
    Widget w5(3);
    //Widget w6(1.0);   //error, double版本的构造函数被delete

    Func(5);
    //Func(1.0);        //error, 1.0转为Widget需要调用double版本的构造函数,但该函数己delete。
    
    //2.2 delete普通函数 
    overloadFunc(4);
    //overloadFunc(‘a‘); //编译失败,char版本被delete。同时‘a‘也就没就机会隐式转为int。

    //2.3 delete特化的模板函数 
    int* pi = nullptr;
    void* pv = nullptr;
    w5.proccessPointer(pi); //ok;
    //w5.proccessPointer(pv); //error,void*版本的特化函数被delete

    //3. explicit与delete的冲突
    //Widget w6(‘a‘);    //error,char版本的构造函数被delete
    Func(a);           //编译通过!!!由于char版本的构造函数被声明为explicit,‘a‘将无法再隐式转为Widget,但
                         //可以隐式转为int,于是调用Widget(int)版本。这与Widget(char)声明为delete的初衷不符!!!

    //4. delete的妙用!
    //4.1 仅限在栈上创建对象
    NoHeapAlloc nh;
    //NoHeapAlloc* pnh = new NoHeapAlloc; //编译失败,因为operator new己被delete

    //4.2 仅限在堆上创建对象
    void* p = malloc(sizeof(NoStackAlloc));
    //NoStackAlloc nsa;  //编译失败!栈对象,会被自动析构,但析构函数己被delete。
    new (p) NoStackAlloc(); //placement new构造的对象(仍会调用构造函数来初始化对象),但编译器不会为
                            //其调用析构函数(可用于单例模式)。
    return 0;

/*输出结果
0
NoStackAlloc()
*/

二、override和final关键字

(一)final两个作用

  1. 作用于类时,可以禁止该类被用作基类。

  2. 作用于虚函数时,会阻止它在派生类中被重写(override)。

(二)override:强制重写虚函数

  1. 重写必须满足的条件

  (1)基类中的函数必须是虚函数。

  (2)基类和派生类中的函数名字必须完全相同(析构函数除外)、函数形参的类型必须完全相同。

  (3)基类和派生类的函数的常量性必须完全相同

  (4)基类和派生类中的函数返回值和异常规格必须兼容。

  (5)基类和派生类中的函数引用饰词必须完全相同(详见《知识扩展》部分)

  2. 知识扩展——左值/右值引用类型的重载函数(&和&&)

  (1)可以利用引用饰词(&或&&)进行函数的重载。

  (2)左值引用类型的重载函数:形如,retType& func()&。(注意,返回左值,该函数仅在*this是左值时调用)

  (3)右值引用类型的重载函数:形如,retType func()&&。(注意,返回右值,该函数仅在*this是右值时调用)。

  (4)成员函数末尾加引用饰词(&和&&),类似末尾加const情形,后者表明只有*this为const才能调用。

【编程实验】override和final关键字

#include <iostream>
#include <vector>
#include <boost/type_index.hpp>
using namespace std;
using boost::typeindex::type_id_with_cvr;

//辅助类模板,用于打印T的类型
template <typename T>
void printType(string s)

    cout << s << " = " << type_id_with_cvr<T>().pretty_name() << endl;


//1. 重写(override)的条件
class Base

public:
    virtual void f1() const ;
    virtual void f2(int x) 
    virtual void f3() & ;
    void f4() const ;
;

//class Derived : public Base
//
//public:
//    virtual void f1() override ;  //error,const常量性不同!基类为void f1() const
//    virtual void f2(unsigned int x) override //error,函数形参类型不同(基类为void f2(int x))
//    virtual void f3()&& override  //error,引用饰词不同(基类为void f3() & )
//    virtual f4() const override   //error,非虚函数,不能override
//;

//2. final用于类和虚函数
class MathObject  //数学类(接口类)

public:
    virtual double Arith() = 0; //算术运算
    virtual void Print() = 0;   //打印
;

class Printable : public MathObject  

public:
    void Print() final //在虚函数中加final,表示不希望在子类中被重写
    
        cout << "Output is : " << Arith() << endl;
    
;

class Add final: public Printable  //在类上加final表示该类不再被继承

    double x, y;
public:
    Add(double a, double b):x(a),y(b)
    double Arith()  return x + y; 
;

//class Add3 : public Add  //Add被声明为final,无法作为基类
//
//;

//3. 左值 /右值引用类型的重载函数
class Widget

public:
    using DataType = std::vector<double>;

    //左值引用类型版本
    DataType& data() & //对于*this为左值时,调用该函数。注意返回引用
    
        cout <<"invoke DataType& data() & " << endl;
        return values;
    

    //右值引用类型版本
    DataType data() && //对于*this为右值时,调用该函数。注意返回右值
    
        cout << "invoke DataType data() && " << endl;
        return std::move(values);
    
private:
    DataType values;
;

//工厂函数
Widget makeWidget()

    return Widget();

int main()

    //左值/右值引用类型的重载函数
    Widget w;

    decltype(auto) vals1 = w.data();           //由于w是左值,会调用DataType& data() &
    decltype(auto) vals2 = makeWidget().data();//由于makeWidget()返回临时对象(是个右值),会调用DataType data() &&

    printType<decltype(vals1)>("vals1");
    printType<decltype(vals2)>("vals2");

    return 0;

/*输出结果
invoke DataType& data() &
invoke DataType data() &&
vals1 = class std::vector<double,class std::allocator<double> > &
vals2 = class std::vector<double,class std::allocator<double> >
*/

以上是关于第10课 面向对象的增强(default/deleteoverride/final)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

面向对象第6课——多态——接口最简单的例题

JulyEdu-Python基础第 4 课:面向对象基础

第14课 进阶面向对象(下)

Java学习系列第2课--Java语法及面向对象

Scala实战高手****第7课:零基础实战Scala面向对象编程及Spark源码解析

第49课.多态的概念和意义