软件工程面向对象编程第四次课面向对象的设计风格.ppt

面向对象的程序设计第四讲 面向对象编程技术 华中科技大学CAD中心 吴义忠 wuyz@ 内容提要 1、面向对象编程风格 2、多态性 3、派生类设计 4、抽象基类 5、虚函数 基于对象与面向对象 基于对象：对象设计，建立类 面向对象：类系，建立对象之间的关系 4.1　面向对象的编程风格 三大特性：封装（encapsulate）、继承(inheritance、多态(polymorphism) 继承性：父类（基类）和子类（派生类）组成继承体系或类系 多态性（polymorphism） 4.2　面向对象的编程ch5_main.cpp 图书馆基类的实现 全局打印函数 测试结果 设计Ｂｏｏｋ对象 再测试：注意virtual 4.3　无继承多态性:函数指针 4.4　抽象基类:含有纯虚函数的基类 分析设计“纯虚函数” 基类的check_integrity()非虚函数 4.5 派生类设计：必须为基类的纯虚函数提供确切的重申明 派生类才有的函数length()等 派生类共有的非虚函数check_integrity() 改进设计: 去除派生类的check_integrity()定义 4.6　测试继承体系ch6_main.cpp 4.7　抽象基类设计原则 基类应该多么抽象？具体问题具体分析，尽量减轻派生类的重复。 1）将派生类共同的操作提取放到基类作成员函数； 2）将派生类的共同属性提取放到基类作成员数据； 4.8 类初始化、析构和复制 抽象基类不能定义对象，因此一般构造函数为protected，其成员初始化放在派生类构造函数中 拷贝构造和拷贝赋值函数除非特殊用途，可以不定义 4.9　派生类中定义虚函数注意：const-ness相同 类型匹配例外 虚函数静态决议规则 1）构造函数和析构函数中调用虚函数就是自身的，不是派生类的； 2）当使用是基类的对象，而不是指针或引用时，调用虚函数同样属于基类的 4.10 运行时刻的类型识别 类型识别方法1-what_am_i(); 方法2：String member 方法3：typeid运算 静态转换 动态转换 其他 基类一定要定义虚析构函数 非基类不要有虚析构函数 明智地使用私有继承 区分继承和模板 基类一定要定义虚析构函数 c++语言标准关于这个问题的阐述非常清楚：当通过基类的指针去删除派生类的对象，而基类又没有虚析构函数时，结果将是不可确定的。这意味着编译器生成的代码将会做任何它喜欢的事。 enemytarget *targetptr = new enemytank; ... delete targetptr; //注意：坦克目标的数目并没有减少！！ 实际运行时经常发生的是，派生类的析构函数永远不会被调用。在本例中，这意味着当targetptr 删除时，enemytank的数量值不会改变，那么，敌人坦克的数量就是错的，这对需要高度依赖精确信息的部队来说，会造成什么后果？ 非基类不要有虚析构函数 // 一个表示2d点的类class point {public:? point(short int xcoord, short int ycoord);? ~point(); private:? short int x, y;}; 如果一个short int占16位，一个point对象将刚好适合放进一个32位的寄存器中。另外，一个point对象可以作为一个32位的数据传给用c或fortran等其他语言写的函数中。但如果point的析构函数为虚，情况就会改变。 虚函数带来的内存占用大、移植问题 实现虚函数需要对象附带一些额外信息，以使对象在运行时可以确定该调用哪个虚函数。对大多数编译器来说，这个额外信息的具体形式是一个称为vptr（虚函数表指针）的指针。vptr指向的是一个称为vtbl（虚函数表）的函数指针数组。每个有虚函数的类都附带有一个vtbl。当对一个对象的某个虚函数进行请求调用时，实际被调用的函数是根据指向vtbl的vptr在vtbl里找到相应的函数指针来确定的。 虚函数实现的细节不重要，重要的是，如果point类包含一个虚函数，它的对象的体积将不知不觉地翻番，从2个16位的short变成了2个16位的short加上一个32位的vptr！point对象再也不能放到一个32位寄存器中去了。而且，c++中的point对象看起来再也不具有和其他语言如c中声明的那样相同的结构了，因为这些语言里没有vptr。所以，用其他语言写的函数来传递point也不再可能了，除非专门去为它们设计vptr，而这本身是实现的细节，会导致代码无法移植。 明智地使用私有继承 class Person { ... }; class Student:?????????????????