第十二章 C++ 面向對象設計方法概述

繼承： is a   基類A，派生類B，B  is a A!

組合： is a part of    聚合(has a)，關聯(holds a)

動態特性：

                  絕大多數情況，程序的功能是在編譯的時候確定下來，此爲靜態特性，若是運行時候確定下來，則是動態特性。

                 C++虛函數，抽象基類，動態綁定（Dynamic binding），多態(Polymorphism)構成了出色的動態特性..

                虛函數：子類自己去實現。一旦一個函數被聲明爲虛函數，派生類自動成爲虛函數，一級級傳遞。建議每一個都加virtual

                抽象基類：

Abstract Class抽象類，無法實例化成一個對象。 將基類的虛函數定義爲純虛函數 virtual void f()=0；

                                抽象基類唯一目的就是讓其派生類繼承並實現它的接口方法。實現“接口與實現分離”。

                                純虛函數告知編譯器不用爲函數編址，從而阻止該類的實例化。

                                抽象基類可分爲好幾層的抽象類。如第一層Shape 第二層Shape2D,Shape3D，抽象基類將提供豐富的接口函數供調用，這些都是public的虛函數，這樣的類                                  叫做接口類。

抽象基類不能實例化，並且實現類被完全隱藏，所以必須以其他的途徑獲得實現類的對象，比如提供入口函數來動態創建實現類的對象，入口函數可以是全局函數，也可以使靜態成員函數。

             PubilcBase* create(){return new PublicBase; }

#include <iostream>

using namespace std;
class Base{

public:
    virtual void f()=0;//純虛函數，Base爲抽象基類
    virtual void g()=0;//純虛函數
    static Base* create();//抽象基類無法實例化，
                                 //創建靜態成員函數來動態創建類的對象。
                                 //入口函數
};
class B:public Base
{
public:
    virtual void f(){}//自動爲虛函數，加上virtual更好
    virtual void g(){}

};
Base* Base::create(){return new B;}//注意靜態成員函數寫在外面！
int main()
{
    Base* b = Base::create();
    b->f();
    b->g();
    return 0;
}

動態綁定：父類指針指向子類對象，可以調用虛函數。

每一個具有虛函數的多態類的對象內存有4個字節的大小存放虛表指針，指向虛函數表，虛函數表本質是一個函數指針數組，存放着這個類所有的虛函數的地址，包括那些繼承的但未改寫的虛函數。

#include <iostream>

using namespace std;
class A{
      int a;
  public:
    virtual void f(){}

};
class B:public A{

public:
    virtual void f(){}
    virtual void f(int n){}

};
int main()
{
    A* p = new B;
    p->f();//正確
    p->f(1);//編譯錯誤，A類無此類原型函數，除非p類型爲B*
            //派生定義中的名字(對象或者函數名)將會義無反顧的遮蔽掉
            //基類中任何的同名的對象或者函數。
    
    return 0;
    
}

派生類定義了一個與其基類的虛函數同名的函數，但是參數表不同，編譯器不會認爲這個是對虛函數的改寫，而是隱藏。所以不會發生運行時綁定，相反，要想達成運行時綁定的效果，同名虛函數必須相同的原型，即參數表相同(返回類型可以不同，C++特徵===協變)

虛函數面臨的難題：抽象基類無法實例化，基類指針指向派生類對象，並不能告訴我們到底是哪一個子類對象，因而不能進行相應的處理，僅有的靜態類型檢查和虛函數機制不足以解決所有的問題。所以我們有了RTTI（Run-time Type Identification）

RTTI：

          typeid:typeid()運算符以一個對象或者類型名作爲參數，返回一個匹配的const type_info對象，它表明該對象的確切類型。

           常用的三個成員函數; operaotr==(),operator()!=(),name()

          if(typeid(Base* p)==typeid(child)) ====>通過基類指針判斷類型

         

dynamic_cast<>運算符：派生類對象應該也是基類的對象，typeid()不存在這種功能

                                             dynamic_cast<>可以轉換指針和引用，不能轉換對象。 

                                            基類指針或引用===>子類指針或引用(downcast)  子類指針或引用====>基類指針或引用(upcast)

                                       dynamic_cast<目標類型>(被轉換的類型)   目標類型爲某種類型的指針（包括void*）,成功轉換則返回目標類型 的指針，否則返回NULL

                                                                                                                  目標類型爲某種類型的引用，成功則返回目標類型引用，失敗返回std::bad_cast，不存在NULL引用。

注意: 

          1.dynamic_cast<>轉換引用，需要catch std::bad_cast

          2.試圖用typeid來檢索Null所指對象的類型，typeid(*p) 將拋出bad_typeid異常

          3.dynamic_cast<>轉換指針，記住返回值是否爲NULL。