前言
- 面向程序设计基于三个基本概念：数据抽象、继承和动态绑定。继承和动态绑定可以使得程序定义与其他类相似但是不完全相同的类；使用彼此相似的类编写程序时候，可以在一定程度上忽略掉他们的区别。
OOP概述
- oop（面向程序的设计）核心思想是数据抽象、继承和动态绑定。使用数据抽象可以将类和接口实现分离；使用继承，可以定义相似的类型并对相似的类型关系进行建模；使用动态绑定，可以一定程度上忽略相似的内容，而采用统一的方式使用他们的对象。
继承
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通过继承联系在一起的类构成了一种层次关系。层次关系的根部叫做基类，其他类则直接或者间接从基类中继承来，通过继承得到的类叫做派生类。基类负责定义在层次关系中所有类共同具备的成员，而每一个派生类则会定义各自特有的属性。
- 如果派生类想改变基类中包含的特定的函数，根据自己的实际情况进行定制化的开发，基类需要将这个函数声明为虚函数。派生类需要使用类派生列表，明确指出他是从哪个或者哪些基类派生出来的。类派生的形式是：首先一个分号，后面紧跟着以逗号分隔的基类列表，其中每个基类的前面都可以有访问说明符。
#include<iostream>
#include "Sales_item.h"
using namespace std;
class Quote{
public:
string isbn() const;
virtual double net_price(size_t n) const;
};
class Bulk_quote : public Quote{//Bulk_quote继承了Quote
public:
double net_price(size_t n) const override;
};
int main(){
return 0;
}- 派生类必须在其内部对于所有重新定义的虚函数进行声明。派生类显示的注明它将使用哪个成员函数改写基类的虚拟函数，具体的措施是在该函数的形参列表之后增加一个override的关键字。
动态绑定
-
使用动态绑定可以使用相同的代码分别处理基类和派生类。
double print_total(ostream &os,const Quote &item,size_t n){//计算并且打印给定数量的某种书籍所得的费用
//根据传入item的形参的对象类型调用Quote::net_price
//或者使用Bulk_quote::net_price
double ret = item.net_price(n);
os << "ISBN: " << item.isbn() << " # sold: " << n << "total due :" << ret << endl;
return ret;
}- 可以使用如下两种的调用方式，因为下面的函数运行版本是由实参决定的，即在运行的时候选择函数的版本，所以动态绑定有时候又被称作运行时绑定。在使用基类的引用（或指针）调用一个虚函数的时候将会发生动态绑定。
//basic的类型是Quote；bulk的类型是Bulk_quote类型
print_total(cout,basic,20);//调用Quote的net_price
print_total(cout,bulk,20);//调用Bulk_quote的net_price
定义基类和派生类
- 完成对于Quote的定义
- 继承关系中根节点的类通常会定义一个虚析构函数，即使该函数不执行任何实际操作也需要定义析构函数。
class Quote{
public:
Quote() = default;
Quote(const string &book,double sales_price):bookNo(book),price(sales_price){}
string isbn() const{return bookNo};
//返回给定数量的书籍的销售总额
//派生类负责改写并且使用不同的折扣计算方法
virtual double net_price(size_t n) const{
return n * price;
}
virtual ~Quote() = default;//对于析构函数进行动态绑定
private:
string bookNo;//书籍的ISBN序列号
protected:
double price = 0.0;//代表普通状态下不打折的价格
};成员函数和继承
- 基类需要将两种成员函数区别开来：1，基类希望派生类进行覆盖的函数；2，基类需要派生类直接继承但是不要改变的函数。对于前者，基类通常将其定义为虚函数，在使用指针或者引用调用虚拟函数的时候，该调用将会动态绑定。根据引用或者指针所绑定的对象不同，该引用可能会执行基类或者执行某个派生类。
- 任何构造函数之外的非静态函数都可以是虚函数。关键字virtual只可以出现在类内部的声明之前而不能用于对于类外部的函数的定义。对于基类声明的虚函数，则该函数在派生类中隐式地也是虚函数。成员函数没有被声明为虚函数，那么解析过程发生在编译的时候而不是运行的时候；即虚函数解析过程发生在运行的时候，动态绑定，动态执行。
访问控制与继承
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派生类可以继承定义在基类中的成员，但是派生类成员不一定具有对于从基类继承而来的成员的访问权。派生类可以访问公有成员但是不能访问私有成员。protected用于派生类可以访问，但是禁止其他用户进行访问。
定义派生类
- 派生类必须通过派生列表明确指出它是从哪个（哪些）基类派生而来的。类派生的形式是：首先一个分号，后面紧跟着以逗号分隔的基类列表，其中每个基类的前面都可以有访问说明符之一，比如public、protected和private。
- 派生类必须将其继承而来的成员函数中需要覆盖的那些函数重新声明
- 大多数类都继承自一个类，这种机制叫做单继承
派生类中的虚函数
- 派生类经常（但不是总是）覆盖定义它继承的虚函数，如果派生类中没有覆盖基类中的缪一个虚函数，派生类会直接继承自基类中的对于虚函数的定义。
- 在形参列表后面、或者在const成员函数的const关键字后面、或者在引用成员函数的引用限定符后面添加一个关键字override。
派生类对象以及派生类向基类的类型转换
- 派生类所具有的对象，不仅包含继承自基类的对象还具有自己新创建的对象。但是在一个对象中，继承自基类的部分和派生类自定义的部分不一定是连续存储的，就是在物理存储逻辑上，二者不一定占据连续一段存储空间。
Quote item; //基类对象
Bulk_quote bulk; //派生类对象
Quote *p = &item; //p指向item(Quote)对象
p = &bulk; //p指向bulk(Bulk_quote)对象的Quote部分
Quote *r = &bulk; // r绑定到bulk(Bulk_quote)对象的Quote部分- 上面这段代码通常称之为派生类到基类的类型转换，这个过程是由编译器隐式执行的。即可以将把派生类对象或者派生类对象的引用在需要基类引用的地方。同样可以将派生类对象的指针用在需要基类指针的地方。
派生类构造函数
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尽管派生类对象中含有从基类继承而来的成员，但是派生类不可以直接初始化这些成员，派生类需要使用基类的构造函数来初始化他的基类部分。派生类对象的基类部分与派生类对象的自己的数据成员都是在构造函数的初始化阶段执行初始化操作的。
-
派生类将自己继承自基类的那部分交由基类进行初始化，然后初始化派生类自己定义的成员，最后运行派生类的构造函数。除非我们特定指出，否则派生类对象的基类部分会像数据成员一样被默认初始化。但是如果想使用其他的基类构造函数，需要以类名加圆括号的实参列表的形式为构造函数提供初始化数值。这些实参会帮助编译器决定使用哪个构造函数来初始化派生类对象的基类部分。
派生类使用基类的成员
- 派生类可以访问基类的公有成员和受保护的成员。即派生类的作用域嵌套在基类的作用域之内。即对于派生类的成员来说，使用派生类的成员和使用基类成员的方式是没有不同的。
继承与静态成员
- 基类定义了一个静态成员，则在整个继承体系中只存在该成员的唯一定义。从基类中派生出多少个派生类，对于每个静态成员来说都只存在唯一的实例。
派生类的声明
- 派生类的声明需要包含类名但是不包含他的派生列表。
被用作基类的类
- 如果要将某一个类用作基类，则该类必须已经定义而不是简简单单的声明。
- 一个类不可以派生它本身。即一个类是基类，同时他也可以是一个派生类。比如D1是Base的派生类，而D2又是D2的派生类。那么Base是D1的直接基类，同时也是D2的间接基类。
- 对于最终的一个派生类来说，他会包含直接基类的所有成员和每一个间接基类的所有对象。
防止继承的发生
- 防止自定义的类被继承，那么就在类的名字后面跟上一个关键字final。
- class NoDerived final{} //NoDerived不能作为基类
类型转换与继承
- 常规情形下，将引用/指针绑定到一个对象上，则引用或者指针的类型应该与对象的类型是一致的。或者对象的类型含有一个可以接受的const类型转换规则。存在继承关系的类是一个特殊的存在。
- 基类的指针或者引用绑定到派生类的对象上，有一层很重要的含义就是不确定被绑定的对象的真实类型是基类还是派生类。
静态类型与动态类型
- 表达式的静态类型是编译的时候已知的，是变量声明时的类型或则表达式生成的类型；动态类型是变量或者表达式表示内存中的对象类型，动态类型直到运行时才可知。
- 如果表达式既不是指针也不是引用，那么他的动态类型和静态类型是一致的。
不存在从基类向派生类的隐式类型转换
- 因为一个基类对象是派生类中的一部分，所以不存在基类向派生类的类型转换，因为基类不可以访问派生类中不存在的成员。
- 既是一个基类指针或者引用绑定在一个派生类度向上，也不可以执行从基类到派生类的转换。
- 如果基类中存在多个虚拟函数，在进行类型转换的时候，可以使用dynamic_cast请求一个类型转换，该转换的安全检查将会在运行的时候进行检查。如果我们已经知道将某个基类装换为派生类是安全的，可以使用static_cast来强制覆盖掉编译器的检查工作。
在对象之间不存在类型转换
- 使用派生类对象为一个基类对象进行初始化或者赋值的时候，只有派生类对象中的基类部分会被拷贝、移动和赋值；他的派生类部分将会被忽略掉。