c++primer第十四章--c++代碼重用（一）

一、組合
（1）組合是has-a的關係，即創建一個包含其他類對象的類。
（2）使用公有繼承時，類可以獲得接口，但使用組合時，類可以獲得實現，但不能獲得接口，一般通過實現來調用類的方法。
（3）將typedef放在類定義的私有部分意味可以在類中使用，explicit可以關閉隱式轉換，但可以顯示調用。用const可以限制數據的修改。

關於組合的初始化和約束：
1、初始化被包含的對象
對於繼承的對象，構造函數在成員初始化列表使用類名調用特定的構造函數。初始化成員對象，在初始化列表中使用對象名。
不使用初始化列表，將調用相應的默認的構造函數。

2、使用被包含的對象的接口
被包含對象的接口不是公有的，但可以在類方法中使用它們。

關於組合的例子：
//student.h

#ifndef _STUDENT_H_
#define _STUDENT_H_

#include <iostream>
#include <string>
#include <valarray>

using namespace std;

class Student
{
private:
    typedef valarray<double> ArrayDb;
    string name;
    ArrayDb scores;
    ostream & arr_out(ostream &os) const;
public:
    Student():name("Null Student"),scores(){}
    explicit Student(const string &s):name(s),scores() {}
    explicit Student(int n):name("NUll"),scores(n) {}
    Student(string &s,const ArrayDb &a):name(s),scores(a){  }
    Student(const string &s,int n):name(s),scores(n) {}
    Student(const char *str,const double *pd,int n):name(str),scores(pd,n) {}
    ~Student() { }
    double Average() const;
    const string &Name() const;
    double &operator[](int i);
    double operator[](int i) const;

    friend istream &getline(istream &in,Student &stu);
    friend istream &operator>>(istream &in,Student &stu);
    friend ostream &operator<<(ostream &out,const Student &stu);

};

#endif

//student.cpp

#include "student.h"
#include <iostream>

using namespace std;

double Student::Average() const
{

    if(scores.size() > 0)
    {
        return scores.sum() /scores.size(); //包含類對象時，在類方法中可以調用類對象的方法。
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

const string &Student::Name() const
{

    return name;
}

double &Student::operator[](int i)
{
    return scores[i];
}

double Student::operator[](int i) const
{
    return scores[i];
}

ostream &Student::arr_out(ostream &os) const
{
    int i;
    int lim = scores.size();
    if(lim > 0)
    {
        for(i = 0; i < lim; i++)
        {

            os << scores[i] <<" ";
            if(i % 5 == 4)
            {
                os << endl;
            }
        }

        if( i % 5 != 0)
        {
            os << endl;
        }
    }
    else
    {
        os << "empty array";
    }

    return os;
}

istream &operator>>(istream &is,Student &stu)
{
    is >> stu.name;
    return is;
}

istream &getline(istream &is,Student &stu)
{
    getline(is,stu.name);
    return is;
}

ostream &operator<<(ostream &out,const Student &stu)
{
    out << "Scores for " << stu.name << endl;
    stu.arr_out(out);
    return out;
}

//main.cpp

#include "student.h"
#include <iostream>

using namespace std;

void set(Student &s,int n);
const int pup = 3;
const int qui = 5;

int main()
{
    Student ada[3] = {Student(5),Student(5),Student(5)};
    int i;
    for(int i= 0; i < 3; ++i)
    {
        set(ada[i],5);
    }
    cout << "\nStudent List : \n";
    for(i = 0 ; i < 3; i++)
    {

        cout << endl << ada[i];
        cout << "average: " << ada[i].Average() << endl;
    }
    cout << "Done.\n";
    return 0;
}

void set(Student &s,int n)
{
    cout << "Please enter ther student's name:";
    getline(cin,s);
    cout << "Please enter  " << n << "quiz scores" << endl;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cin >> s[i];
    }
    while(cin.get() != '\n')
    continue;
}

二、私有繼承（實現has-a的關係）
使用私有繼承時，基類的公有成員或者保護成員將成爲派生類的私有成員。

關於私有繼承實現has-a關係的語法說明：
1、初始化基類組件
使用初始化列表，使用類名而不是使用對象名來表示構造函數。

2、只能在派生類的方法中使用基類的方法，使用類名和作用域限定符來調用基類的方法。

3、訪問基類對象
由於基類的對象沒有名稱，但this指針指向用來調用的對象，因此使用強制類型轉換轉換，將派生類指針轉換爲基類指針。

4、訪問基類的友元函數
顯示的將派生類對象轉換爲基類的引用或者指針，進而調用友元函數。
在多重繼承中，顯示調用可以防止二義性的產生，導致的遞歸調用。

問題：關於使用包含還是私有繼承？

通常，應使用包含來建立has-a的關係，如果新類需要訪問原有類的保護成員，或者重新定義許函數，則應使用私有繼承。

//使用私有繼承的Student的類

//Student.h

ifndef _STUDENT_H_
#define _STUDENT_H_

#include <iostream>
#include <valarray>
#include <string>

using namespace std;

class Student:private string,private valarray<double>
{
private:
    typedef valarray<double>ArrayDb;
    ostream &arr_out(ostream &os) const;
public:
    Student():string("NUll Student"),ArrayDb() 
    {

    }
    explicit Student(const string &s):string(s),ArrayDb()
    {

    }
    explicit Student(int n):string("Null Student"),ArrayDb(n) // 關閉隱式轉換
    {

    }
    Student(const string &s,int n):string(s),ArrayDb(n)
    {

    }
    Student(const string &s,const ArrayDb &a):string(s),ArrayDb(a)
    {

    }
    Student(const char *str,const double *pd,int n):string(str),ArrayDb(pd,n)
    {

    }
    ~Student()
    {

    }
    double Average() const;
    double &operator[](int i);
    double operator[](int i)const;
    const string &Name() const;

    friend istream &operator>>(istream &is,Student &stu);
    friend istream &getline(istream &is,Student &stu);
    friend ostream &operator<<(ostream &out,const Student &stu);
};


#endif

//student.cpp

#include "student.h"
#include <iostream>

using namespace std;

double Student::Average()const
{

    if(ArrayDb::size() > 0)
    {
        return ArrayDb::sum() / ArrayDb::size();//沒有對象名，使用類名加::來實現調用

    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

const string &Student::Name() const
{

    return (const string &)*this;
}
double &Student::operator[](int i)
{
    return ArrayDb::operator[](i);
}

double Student::operator[](int i)const
{
    return ArrayDb::operator[](i);
}
ostream &Student::arr_out(ostream &os)const
{

    int i;
    int lim = ArrayDb::size();
    if(lim > 0)
    {
        for(i = 0; i < lim; i++)
        {
            os<< ArrayDb::operator[](i) << " ";
            if(i % 5 == 4)
            {
                os << endl;
            }
        }
        if(i % 5 != 0)
        {
            os << endl;
        }
    }
    else
    {
        os << " empty array";
    }

    return os;
}

istream &operator>>(istream &is,Student &stu)
{
    is >>(string &)stu;
    return is;
}

istream &getline(istream &is,Student &stu)
{
    getline(is,(string &)stu);
    return is;
}
ostream &operator<<(ostream &os,const Student &stu)
{
    os << "Scores for" << (const string &)stu << ":\n";
    stu.arr_out(os);
    return os;
}

//main.cpp

#include <iostream>
#include "student.h"

using namespace std;

void set(Student &sa,int n)
{
    cout << "Please enter the student's name: ";
    getline(cin,sa);
    cout << "Please enter" << n << "quzi scores:" << endl;
    for(int i = 0; i < n ; i++)
    {
        cin >> sa[i];
    }
    while(cin.get() != '\n')
        continue;
}

int main()
{
    Student ada[3] = {Student(5),Student(5),Student(5)};

    int i;

    for(i = 0; i < 3; i++)
    {
        set(ada[i],5);
    }
    cout << "\nStudent List:" << endl;
    for(i = 0; i < 3;i++)
    {
        cout << ada[i].Name() << endl;
    }
    cout << "\nResults:";
    for(i = 0; i < 3;i++)
    {
        cout << endl << ada[i];
        cout << "average: " << ada[i].Average() << endl;
    }
    cout << "Done.\n";

    return 0;
}