C++中類的分層設計(純虛函數(shù))
首先說明一下我只是一個初學者,寫出來的東西可能會有錯誤,說實在的沒寫過多少代碼,但是我認為寫代碼是一個熟練的過程,一個完成思想的過程。只有有了思想,才能完成好的設計,不斷的思考,不斷的總結才能學到新學到的東西,才能達到更高的目標。
在C++中虛函數(shù)是指將一個類中的虛函數(shù)后面加上=0,就說明該虛函數(shù)為純虛函數(shù)。一般該函數(shù)設置為純虛函數(shù),那么該函數(shù)也就沒有再次定義的必要了,因為存在純虛函數(shù)的類就是一個抽象類,是不能夠創(chuàng)建對象的,不能創(chuàng)建對象也就不會主動的調用該函數(shù),哪怕在動態(tài)綁定的情況下也不會,因此不需要為該函數(shù)定義相關的操作,實質上在此處聲明只是說明在該派生類中需要重寫基類的虛函數(shù),至于是否真的復寫,不要去關心。
//存在純虛函數(shù)的類為抽象類
class AbstructClass:public Base
{
public:
//構造函數(shù)
AbstructClass(...):Base(...),...{}
//析構函數(shù)
~AbstructClass(){...}
//這就是純虛函數(shù),一般func在基類中就為虛函數(shù),因此virtual也可以不寫
virtual func(...) const = 0;
//保證派生類能夠訪問數(shù)據(jù)成員,必須設置為protected
protected:
//一些數(shù)據(jù)成員定義
...
};
抽象類的作用主要是幫助完成實際派生類的設計,為什么這么說呢?如果我們只創(chuàng)建一個基類,直接繼承基類創(chuàng)建實際的派生類,存在很多的問題,為什么這么說呢?比如說我要創(chuàng)建一個人的類,我們每一個人都是一個人的對象,在人的基類中一般只是包含了人的共性,不可能將某一個人的特殊定義到類中,當然為了繼承,肯定也會創(chuàng)建一系列的虛函數(shù)。如果我們每一個人都直接從該基類派生,人的個體在世界上有60多億,我們每一個人實際上就是一個派生類,因為每一個人都不同,都有自己獨特的特性(假設是一種數(shù)據(jù)對象),如果要實現(xiàn)這么多的派生類真的是一個不可想象的,而且我們可以知道很多人(類)實際上存在很多的相似性。
這時我們實際上就可以采用抽象類來幫忙完成我們的設計。抽象類是連接在基類和實際派生類之間的中間類,實際派生類的直接基類是抽象類,也就說說基類是實際派生類的間接基類。在抽象層中主要完成什么操作呢?抽象層中主要完成對派生類共性數(shù)據(jù)成員的定義,為了方便派生類的數(shù)據(jù)訪問,必須設置為受保護訪問權限,創(chuàng)建純虛函數(shù),定義構造函數(shù),應該在初始化列表中首先創(chuàng)建基類對象,然后才能完成其他成員的初始化,有時候可能需要復制控制函數(shù)的實現(xiàn)。
在實際的派生類設計過程中就不再直接從基類繼承,而是從抽象類中繼承,因為抽象類中增加了一些受保護成員數(shù)據(jù),且這些數(shù)據(jù)成員時派生類的共性,因此派生類中可以很方便的訪問。同時在該派生類中就應該完成虛函數(shù)的復寫操作,因為動態(tài)綁定以后會直接調用該版本的虛函數(shù)。當然有時候也要完成復制控制函數(shù)的定義。當然可以設計很多基于抽象類的派生類。當然在派生類中也可以增加自己的數(shù)據(jù)成員。
//實際派生類從抽象類中繼承
class ActualClass : public AbstructClass
{
public:
ActualClass(...):AbstructClass(...),...{}
//派生類中復寫虛函數(shù)
func()
{...}
private:
//派生類的一些數(shù)據(jù)
...
};
基本的思想如下圖所示:
從上面的圖可知,我們可以在實際的派生類與基類之間增加一個中間層,這種實現(xiàn)方式不僅能夠更好的隱藏數(shù)據(jù),而且比較好的解決了我們上面提到的派生類過實現(xiàn)過于復雜的問題。因此我們可以認為抽象類實際上就是一個分層設計的方法,也可以認為是一個分成更加精細子類的方式方法,也就是說在基類的基礎上將對象分成很多子類(抽象類),然后在各個子類下設計新的派生類。比如在圖中的抽象類1,抽象類2是不同的,是兩種不同的分類,這候我們給予兩個抽象類的派生類當然也就存在了差別。這樣實現(xiàn)的好處能夠避免很多的重復代碼。
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