C++面向对象编程<十>：虚函数与多态

Inheritance with virtual functions

继承主要需要搭配虚函数，见如下三种关系：

non-virtual函数：你不希望derived class override（重新定义，重写）它；

virtual函数：你希望derived class override（重新定义，重写）它，且你对它已有默认定义；

pure virtual函数：你希望derived class一定要 override（重新定义，重写）它，且你对它没有默认定义；

见下代码

class Shape
{
public:
virtual void draw() const = 0;  //pure virtual
virtual void error(const std::string& msg); //impure virtual
int objectID() const; //non-virtual
...
};

class Rectangle : public Shape {...};
class Ellipse: public Shape {...};

继承：什么东西都可以继承下来：数据（可以从内存角度看）和函数（继承的是调用权）。

Template Method

这是非常经典的虚函数的写法，也是一种有名的设计模式。（这个Template和C++语法的Template没什么关系）

看一个例子,问题描述如下图所示



就是打开一个文件并进行读写，前面的check file name 、search file 、open file都可以事先写好，但是读取的文件类型可能不一样，因此“读”的动作无法事先写好。因此有了下面这样的设计（MFC中的一段代码），如图



“读”的动作为：Serialize(),设计为虚函数（可能为空函数，也可能为纯虚函数，（空函数和纯虚函数不一样）），CDocument类早已写好，而我们现在需要写CMyDoc类，然后使用。把虚函延缓到子类去决定，可能是一年之后，三年之后在子类去实现，这种用法就叫做Template Method。对于一个做框架的人。应用框架里大量用到Template Method。

下面图中代码模拟下上面的过程

Inheritance+Composition关系下的构造和析构

下面一张图克一表示之间的关系



那么问题来了？谁先调用谁的构造函数呢？自己去试试吧！

Delegation + Inheritance

这种功能很强大。

先看问题，如下图



打开一个文件，用四个窗口打开观察（文件只有一份，却有4个窗口在观察，一个窗口变化，其他窗口的内容也得变化）；或者是这样的，一个文件，有三种view在看它（如柱状图，饼状图等）。应该有两个class：一个是表现数据，一个是存储数据。它们之间会有什么关系呢？数据变化，视图都需要跟着变化。

解决方法见下(Subject放数据，Observe观察数据)

注册和注销的功能（还没写）

class Subject;
class Observe;

class Subject
{
private:
int m_value;
vector<Observe*> m_views; //subject has many different views, 这就是delegation（has a pointer）
public:
void attach(Observe* obs)
{
m_views.push_back(obs);
}

void set_val(int value)
{
m_value = value;
notify();
}

void notify()
{
for (int i=0; i<m_views.size(); ++i)
m_views[i]->update(this,m_value);
}
};

class Observe
{
public:
virtual void update(Subject *sub, int value) = 0;
};

subject存放数据，subject 有很多的observes,Observe只是个父类，会派生很多不同的Observers。