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C/C++ 面向对象编程,面向对象设计(OOP,OOD)

2021-10-01 19:03:04  阅读:224  来源: 互联网

标签:OOD String Inheritance C++ 析构 构造函数 class 面向对象编程 函数


文章目录


前言

我们知道想要学习面向对象编程or设计,首先,我们要先掌握一门语言,这里我们以C++语言为主。

这里,我们把其分为两部分:

  • Object Based:面向单一class的设计
  • Object Oriented:面向多重class设计,class与class之间的关系

Object Based

其中单一class有两个经典分类:

Class without pointer member(不带指针)

  • 不带指针的类,类似于C语言中的struct,但其可以包含成员函数等。

Class with pointer member(带指针)

  • 在带指针的类中,因为包含指针,为了防止内存泄漏,必须有拷贝构造(copy ctor)和拷贝赋值(copy op =)。
  • new和delete分配动态空间在 堆(heap)中,而正常构造出来的对象是存放在 栈(stack)中。

由于这部分内容繁多,不再赘述,主要介绍一下class与class之间的关系。

Object Oriented

class之间的关系

Composition(复合)

复合,表示的是一种包含的关系(has a)。

类似于C++中的容器,queue和deque。其中23种设计模式中-适配器模式就是采用这种思想。部分代码如下:

template <class T>
class queue {
...
protected:
deque<T> c; // 底层容器
public:
// 以下完全利用 c 的操作函数完成
bool empty() const { return c.empty(); }
size_type size() const { return c.size(); }
reference front() { return c.front(); }
reference back() { return c.back(); }
//
void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }
void pop() { c.pop_front(); }
};

从内存占用上来看:

在这里插入图片描述
其中,复合关系下的构造和析构函数有如下关系:

在这里插入图片描述

  • 构造函数时由内向外,Container 的构造函数首先调用 Component 的 default 构造函数,然后才执行自己。
  • 析构函数是由外向内,Container 的析构函数首先执行自己,然后才调用 Component 的析构函数。

Delegation(委托)

Composition by reference。我个人理解委托也是复合一种,一个class中包含了另一种class中的指针。只是在学术术语上有所区别。

可以参考下面代码:

** String.h **

class StringRep;
class String {
public:
	String();
	String(const char* s);
	String(const String& s);
	String &operator=(const String& s);
	~String();

private:
	StringRep* rep; // pimpl
};

** String.cpp **

#include "String.hpp"
namespace {
	class StringRep {
		friend class String;
		StringRep(const char* s);
		~StringRep();
		int count;
		char* rep;
	};
}
String::String(){ ... }

其关系图如图所示:

在这里插入图片描述
创建三个String对象a、b、c,共同指向了同一块地址,如果其中一个对象a想要修改其中内容,会单独复制出一份来进行修改。

Inheritance(继承)

继承,表示的是一种属于关系( is a )。

部分代码如下:

class_List_node_base
{
	_List_node_base* _M_next;
	_List_node_base* _M_prev;
};
template<typename _Tp>
struct _List_node : public _List_node_base
{
	_Tp _M_data;
};

示意图如下:
在这里插入图片描述
继承下的构造、析构函数有如下关系:
在这里插入图片描述
其中,基类的析构函数必须是virtual,否则会出现内存泄漏等未知行为。

  • 构造由内而外,Derived 的构造函数首先调用 Base 的 default 构造函数,然后才执行自己。
  • 析构由外而内,Derived 的析构函数首先执行自己,然后才调用 Base 的析构函数。

class之间的关系组合

Inheritance (继承) with virtual functions (虚函数)

class类中virtual函数有三种:

  • non-virtual 函数:不希望derived class重新定义。
  • virtual 函数:希望derived class 重新定义,而且已经有了默认定义。
  • pure virtual 函数:希望derived class 一定重新定义,并且没有默认定义。

其中模板方法模式中用到了这种面向对象设计:

在这里插入图片描述

Inheritance(继承)+ Composition(复合)

在这里插入图片描述
这种情况下,构造函数是由内向外的,Derived的构造函数先调用Base的默认构造函数,然后调用Component的默认构造函数,然后才执行自己。析构函数是由外向内,Derived的析构函数首先执行自己,然后调用Component的析构函数,最后调用Base的析构函数。

在这里插入图片描述
这种情况下,构造函数是由内向外的,析构函数是由外向内。由图可以较容易看出。

Delegation (委托) + Inheritance (继承)

这是最常见的一种组合方式,其中观察者模式、组合模式、原型模式就是由这种设计。

观察者模式
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
组合模式

在这里插入图片描述

原型模式

在这里插入图片描述

标签:OOD,String,Inheritance,C++,析构,构造函数,class,面向对象编程,函数
来源: https://blog.csdn.net/qq_43142509/article/details/120578956

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