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C語(yǔ)言

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C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)C++繼承和多態(tài)的代碼分享

來(lái)源:本站原創(chuàng)|時(shí)間:2020-01-10|欄目:C語(yǔ)言|點(diǎn)擊:

這個(gè)問(wèn)題主要考察的是C和C++的區(qū)別,以及C++中繼承和多態(tài)的概念。

C和C++的區(qū)別

C語(yǔ)言是面向過(guò)程的語(yǔ)言,而C++是面向?qū)ο蟮倪^(guò)程。

什么是面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^(guò)程?

面向過(guò)程就是分析解決問(wèn)題的步驟,然后用函數(shù)把這些步驟一步一步的進(jìn)行實(shí)現(xiàn),在使用的時(shí)候進(jìn)行一一調(diào)用就行了,注重的是對(duì)于過(guò)程的分析。面向?qū)ο髣t是把構(gòu)成問(wèn)題的事進(jìn)行分成各個(gè)對(duì)象,建立對(duì)象的目的也不僅僅是完成這一個(gè)個(gè)步驟,而是描述各個(gè)問(wèn)題在解決的過(guò)程中所發(fā)生的行為。

面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^(guò)程的區(qū)別?

面向過(guò)程的設(shè)計(jì)方法采用函數(shù)來(lái)描述數(shù)據(jù)的操作,但將函數(shù)與操作的數(shù)據(jù)進(jìn)行分離開來(lái)。

面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法是將對(duì)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝起來(lái)成為一個(gè)整體。

面向過(guò)程以設(shè)計(jì)步驟為過(guò)程,后期難以維護(hù)。

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)以數(shù)據(jù)為中心,數(shù)據(jù)相對(duì)與功能來(lái)說(shuō)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性更加易于維護(hù)。

面向?qū)ο蟮娜筇卣?

封裝

對(duì)于封裝來(lái)說(shuō)就是數(shù)據(jù)與具體操作實(shí)現(xiàn)的代碼都放在某個(gè)對(duì)象的內(nèi)部,使這些代碼的具體細(xì)節(jié)不被外界發(fā)現(xiàn),只留下一些接口供外部來(lái)使用,而不能一任何的形式來(lái)對(duì)象內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。使用封裝能夠隱藏具體的實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié),使代碼更加易于維護(hù)并且保證了系統(tǒng)的安全性。

繼承

繼承機(jī)制是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)使代碼進(jìn)行復(fù)用的最重要的手段,他允許程序員在保證類原有類特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展來(lái)增加功能。這樣新產(chǎn)生的類就被稱為派生類,繼承就可以表現(xiàn)面向?qū)ο髾C(jī)制的的層次結(jié)構(gòu)。

多態(tài)

多態(tài)簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是“一個(gè)接口,多種實(shí)現(xiàn)”,就是同一種事物表現(xiàn)出的多種形態(tài)。多態(tài)在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中是指:接口多種的不同實(shí)現(xiàn)方式。也就是復(fù)用相同接口,實(shí)現(xiàn)不同操作。

C++多態(tài)支持兩種多態(tài)性,編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。 編譯時(shí)多態(tài)是通過(guò)重載函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,運(yùn)行時(shí)多態(tài)是通過(guò)虛函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 靜態(tài)多態(tài):編譯器在編譯期間完成,編譯器根據(jù)函數(shù)實(shí)參的類型(可能會(huì)隱式類型轉(zhuǎn)換),可推斷出要調(diào)用哪個(gè)函數(shù),如果有對(duì)應(yīng)的函數(shù)就調(diào)用相應(yīng)的函數(shù),否則就報(bào)一個(gè)編譯錯(cuò)誤。動(dòng)態(tài)多態(tài):在函數(shù)執(zhí)行期間(非編譯期)判斷所引用對(duì)象的實(shí)際類型,根據(jù)實(shí)際類型的調(diào)用相應(yīng)的方法。使用virtual關(guān)鍵字修飾類的成員函數(shù),指明該函數(shù)為虛函數(shù),派生類需要重新實(shí)現(xiàn),編譯器將實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定。

動(dòng)態(tài)多態(tài)實(shí)現(xiàn)的條件: 1>、使用場(chǎng)景:父類的指針或者引用指向父類或者子類的對(duì)象(由賦值兼容規(guī)則決定); 2>、實(shí)現(xiàn)多態(tài)的兩個(gè)條件:虛函數(shù)的重寫;父類的指針或者引用調(diào)用重寫的虛函數(shù)。 3>、若父類中的成員函數(shù)加上virtual關(guān)鍵字,則子類中重寫的該函數(shù)默認(rèn)virtual,可以不指定,但是一般加上; 重寫:子類重寫父類的虛函數(shù),要求函數(shù)名稱,函數(shù)參數(shù),返回值完全一樣(協(xié)變除外);

總的來(lái)說(shuō):封裝可以隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)包括包含私有成員,使得代碼模塊增加安全指數(shù);繼承可以擴(kuò)展已存在的模塊,為了增加代碼的復(fù)用性;多態(tài)則是為了保證類在繼承和派生的時(shí)候,類的實(shí)例被正確調(diào)用,實(shí)現(xiàn)了接口的重用

C模擬實(shí)現(xiàn)多態(tài)

C++中的多態(tài)

我們知道的是在C++中會(huì)維護(hù)一張?zhí)摵瘮?shù)表,根據(jù)賦值兼容規(guī)則,我們知道父類的指針或者引用是可以指向子類對(duì)象的。如果一個(gè)父類的指針或者引用調(diào)用父類的虛函數(shù)則該父類的指針會(huì)在自己的虛函數(shù)表中查找自己的函數(shù)地址,如果該父類對(duì)象的指針或者引用指向的是子類的對(duì)象,而且該子類已經(jīng)重寫了父類的虛函數(shù),則該指針會(huì)調(diào)用子類的已經(jīng)重寫的虛函數(shù)。
//c++中的多態(tài)

class A
{
public:
  virtual void fun()//虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)
  {
    cout << "Base A::fun() " << endl;
  }
};

class B:public A
{
public:
  virtual void fun()//虛函數(shù)實(shí)現(xiàn),子類中virtual關(guān)鍵字可以沒(méi)有
  {
    cout << "Derived B::fun() " << endl;
  }
};

void Test1()
{
  A a;//基類對(duì)象
  B b;//派生類對(duì)象

  A* pa = &a;//父類指針指向父類對(duì)象
  pa->fun();//調(diào)用父類的函數(shù)

  pa = &b; //父類指針指向子類對(duì)象,多態(tài)實(shí)現(xiàn)
  pa->fun();//調(diào)用派生類同名函數(shù)
}

C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)多態(tài)

我們知道在C語(yǔ)言中是沒(méi)有class類這個(gè)概念的,但是有struct結(jié)構(gòu)體,我們可以考慮使用struct來(lái)模擬;但是在C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體內(nèi)部是沒(méi)有成員函數(shù)的,如果實(shí)現(xiàn)這個(gè)父結(jié)構(gòu)體和子結(jié)構(gòu)體共有的函數(shù)呢?我們可以考慮使用函數(shù)指針來(lái)模擬。但是這樣處理存在一個(gè)缺陷就是:父子各自的函數(shù)指針之間指向的不是類似C++中維護(hù)的虛函數(shù)表而是一塊物理內(nèi)存,如果模擬的函數(shù)過(guò)多的話就會(huì)不容易維護(hù)了。

//C實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài),用到函數(shù)指針

typedef void(*FUN)();//重定義一個(gè)函數(shù)指針類型

//父類
struct Base 
{
  FUN _f;
};

//子類
struct Derived
{
  Base _b;//在子類中定義一個(gè)基類的對(duì)象即可實(shí)現(xiàn)對(duì)父類的繼承
};


void FunB()
{
  printf("%s\n", "Base::fun()");
}
void FunD()
{
  printf("%s\n", "Derived::fun()");
}

void Test2()
{
  Base b;//父類對(duì)象
  Derived d;//子類對(duì)象

  b._f = FunB;//父類對(duì)象調(diào)用父類同名函數(shù)
  d._b._f = FunD;//子類調(diào)用子類的同名函數(shù)

  Base *pb = &b;//父類指針指向父類對(duì)象
  pb->_f();

  pb = (Base *)&d;//讓父類指針指向子類的對(duì)象,由于類型不匹配所以要進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)
  pb->_f();

}

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