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#Essential C++ 第五章：高级类管理

概述

第四章主要介绍了类的基本结构与成员管理，第五章则深入探讨如何高效管理多个相关类。面向对象编程的核心在于继承和多态。继承通过抽象共性，实现类间的层次化管理；多态则通过动态绑定，实现函数的特化调用。

继承

基类与派生类

基类（Base Class）承载所有共性，派生类（Derived Class）则保留个性。通过:符号定义继承关系，派生类继承基类成员，并可定义自身属性和方法。

class Book {public:    string author;    string name;};class Audiobook : public Book {public:    string narrator;};Audiobook abk;abk.author = "me";abk.name = "mybook";abk.narrator = "he";

访问权限

基类成员的访问权限可设置为public、protected或private。子类可根据需要访问基类成员。

class Book {public:    string author;    string name;protected:    string id;private:    int age;};class Audiobook : public Book {public:    string narrator;};Audiobook abk;abk.author = "me"; // 可访问abk.id = "123"; // 可访问// 不能访问 age

构造与析构

基类构造函数会被子类调用。若子类不定义析构函数，会使用基类的析构函数。

class Book {public:    Book(string author, string name) : author(author), name(name) {}};class Audiobook : public Book {public:    Audiobook(string author, string name, string narrator) : Book(author, name), narrator(narrator) {}};Audiobook abk("me", "mybook", "he");

同名函数

若基类和派生类有同名函数，子类函数会掩盖基类函数。

class Book {public:    void f(int a) { cout << "Book" << endl; }};class Audiobook : public Book {public:    void f() { cout << "Audiobook" << endl; }};Audiobook abk;abk.f(); // 调用 Audiobook::fabk.f(1); // 无法调用

多态

造型

造型分为向上造型和向下造型。向上造型（Upcasting）安全，向下造型（Downcasting）需谨慎。

class Book {public:    virtual void f() { cout << "Book" << endl; }};class Audiobook : public Book {public:    void f() { cout << "Audiobook" << endl; }};Book* bk = new Audiobook;bk->f(); // 调用 Book::f

静态绑定

静态绑定确保函数调用时使用基类版本。

class Book {public:    virtual void f() { cout << "Book" << endl; }};class Audiobook : public Book {public:    virtual void f() { cout << "Audiobook" << endl; }};Book* bk = new Audiobook;bk->f(); // 调用 Book::f

虚函数

虚函数通过virtual关键字定义，实现动态绑定。

class Book {public:    virtual ~Book() {}    virtual void f() { cout << "Book" << endl; }};class Audiobook : public Book {public:    virtual ~Audiobook() {}    virtual void f() { cout << "Audiobook" << endl; }};Book* bk = new Audiobook;bk->f(); // 调用 Audiobook::f

类的定义

虚函数静态调用

虚函数可通过class scope强制静态调用。

class Book {public:    class BookScope {        void f() { cout << "BookScope" << endl; }    };    virtual void f() { cout << "Book" << endl; }};class Audiobook : public Book {public:    class AudiobookScope {        void f() { cout << "AudiobookScope" << endl; }    };    virtual void f() { cout << "Audiobook" << endl; }};Book bk;bk.BookScope::f(); // static callbk.f(); // dynamic call

多态类鉴定

使用typeid和typeinfo头文件，检查多态类绑定情况。

#include 
   
    using namespace std;class Book {public:    virtual void print() { cout << "Book" << endl; }};class Audiobook : public Book {public:    virtual void print() { cout << "Audiobook" << endl; }};Book bk;Audiobook abk;cout << typeid(bk).name() << endl;if (typeid(bk) == typeid(Book)) {    Book* b = static_cast
    
     (bk);    cout << b->Book::author() << endl;}
    
   

类型转换

静态转换需确保类型匹配，动态转换无需检查。

Book* lb = new Audiobook;if (typeof(*lb) == typeid(Book)) {    Book* b = static_cast
   
    (lb);    cout << b->author() << endl;}Book* b1 = dynamic_cast
    
     (lb);if (b1) {    cout << b1->author() << endl;}
    
   

本文详细阐述了C++中继承和多态的核心概念及应用，帮助开发者更好地理解和使用高级类管理技术。