继承与多态
继承是面向对象编程中的一种机制,它允许一个类继承另一个类的所有成员变量和成员函数,从而可以实现代码的复用和减少代码的冗余。在 C++ 中,继承是通过关键字 `class` 和 `:` 实现的,例如 `class Derived : public Base`。
继承有三种类型:公有继承、保护继承、私有继承。公有继承是最常用的继承方式,它可以使派生类继承基类的所有成员变量和成员函数。保护继承和私有继承则可以限制派生类对基类成员的访问。
继承的优点是可以实现代码的复用和减少代码的冗余。但是,继承也存在一些缺点,例如继承链可能会变得非常长,使得代码难以阅读和维护。此外,继承也可能会带来一些问题,例如 diamond 问题。
多态性是继承的一种重要应用。多态性是指同一个函数名可以有不同的实现方式,例如重载和重写。重载是指多个函数名相同,但参数列表不同的函数。重写是指派生类对基类的成员函数的重写。
在 C++ 中,多态性是通过函数重写和虚函数实现的。虚函数是指可以被派生类重写的函数。虚函数的声明需要使用关键字 `virtual`,例如 `virtual void func();`。虚函数可以被派生类重写,例如 `void Derived::func() { ... }`。
在多态性中,还有一个重要的概念是虚表(vtable)。虚表是指存储虚函数指针的数据结构。虚表是编译器生成的,它存储了所有虚函数的指针。虚表是实现多态性的关键。
本节习题中还涉及到一些其他概念,例如纯虚函数、抽象类和接口。纯虚函数是指不能被实例化的函数,例如 `virtual void func() = 0;`。抽象类是指包含纯虚函数的类,例如 `class Abstract { public: virtual void func() = 0; };`。接口是指只包含纯虚函数的类,例如 `class Interface { public: virtual void func() = 0; };`。
本节习题涵盖了继承和多态性两个重要的面向对象编程概念。通过解决这些习题,读者可以更好地理解继承和多态性,并提高自己的编程能力。