今天來看一看關(guān)于面向?qū)ο蟮木幊痰囊恍﹥?nèi)容，也就是關(guān)于類和類之間的關(guān)系传惠。類和類之間的關(guān)系其實一種抽象的描述現(xiàn)實世界的方法卦方。
現(xiàn)實生活中的事物不都和之前提到的String或者Complex一樣與其他事務(wù)沒有太多的聯(lián)系盼砍，其實從不同角度看到事物往往會得出不同的結(jié)論浇坐。比如近刘，生物界的劃分經(jīng)常是以界門綱目科屬種這樣的思路來劃分的臀晃，找出其共性案淋，然后再***向上抽象 ***得出一個概述性的大類险绘。比如隆圆，生物學(xué)上渺氧，人被分類為真核總界 動物界 后生動物亞界 后口動物總門 脊索動物門 脊椎動物亞門 羊膜總綱 哺乳綱 真獸亞綱 靈長目 類人猿亞目 狹鼻猴次目 類人猿超科 人科 人亞科 人族 人屬 智人種；貓被分類為真核總界 動物界 后生動物亞界 后口動物總門 脊索動物門 脊椎動物亞門 羊膜總綱 哺乳綱 真獸亞綱 食肉目 貓亞科 貓屬 貓種（引自百度百科）慨默。對比貓和人不難發(fā)現(xiàn)弧腥，在真獸亞綱之前和人類沒有區(qū)別虾攻，但是從目開始霎箍，人屬于靈長目漂坏、而貓咪屬于食肉目顶别，從才分道揚(yáng)鑣驯绎。那這些分類對于解釋這個世界到底有什么幫助嗎条篷？這個幫助是很自然的赴叹，比如每往下細(xì)分一個層次乞巧，就意味著區(qū)分的細(xì)節(jié)越細(xì)绽媒，而越往上則越來越抽象。又比如猎提，真核生物中分四個界：原生生物界、真菌界棺聊、植物界和動物界限佩。就拿最熟悉的植物界和動物界來看祟同，他們的區(qū)別是顯著的耐亏，但卻別的點(diǎn)往往是粗糙的沪斟。
畢竟我對生物學(xué)沒有太深的了解，但是這樣一種分類方法在認(rèn)識和解釋世界的過程中卻是通用的槽奕。我們希望通過計算機(jī)來人和世界結(jié)合粤攒，那么還是需要對這樣的認(rèn)識方法有一些了解夯接。
C++相較于C的發(fā)展盔几，主要是出現(xiàn)了對象的概念逊拍，而對象是由各式各樣的class構(gòu)造而成，那么class和class之間的關(guān)系就變得特別重要世曾。因為人和人之間就像是對象和對象之間的關(guān)系肿轨，他們都是同一種class所構(gòu)造而成的，但是屬性卻不相同（性別椒袍、名 字驼唱、名族、膚色驹暑、身高玫恳、體重、性格优俘，生命周期都不一定相同）京办，雖然存在著這些差異，但每個人都還是屬于人類的 （class 人）帆焕。但是人和貓的卻別不僅僅是對象之間的差別了惭婿，更是物種之間的差別了。但是這兩個class之間也并不是完全沒有相同點(diǎn)，比如這兩個物種小的時候都得喝奶等等的相同點(diǎn)，把這喝奶的的這個特點(diǎn)向上抽取，那么就得到了一個新的class（哺乳綱）[ 可以是** 抽象類 ** ]，人和貓這兩個class和新產(chǎn)生的class之間發(fā)生關(guān)系就行了，因為這足夠表示出這倆的關(guān)系了。最后怒坯，我們會得到一棵像樹一樣龐大的一個體系归敬，通過這個體系限番，我們就能很方便的解釋節(jié)點(diǎn)（class之間的關(guān)系）躯舔。
類的基本思想是** 數(shù)據(jù)抽象（data abstraction）** 和 ** 封裝（encapsulation）。數(shù)據(jù)抽象就是一種依賴于 接口（Interface）和 實現(xiàn)（implementation）**。類的接口包括用戶所能執(zhí)行的操作；類的實現(xiàn)則包括類的數(shù)據(jù)成員、負(fù)責(zé)接口實現(xiàn)的函數(shù)體以及定義類所需的各種私有函數(shù)。
通過這樣的抽象缠局，不能方便描述class之間的關(guān)系妙啃，還更好的將其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝。再拿人和貓來舉例铭拧，貓身上通常都一身漂亮的皮毛搀菩，但人身上基本沒有（如果說人身上的汗毛其實不一定比貓少，那么這就是種詭辯了）。這樣會有一個巨大的好處，讓貓身上的毛很直接的就屬于貓咪吭练，而不會出現(xiàn)在人類的class中。這就實現(xiàn)了非常好的*** 封裝 ***的效果。
這樣的操作圆到，對于數(shù)據(jù)的封裝有著巨大的好處富稻，但是哪怔，這之間也又帶有了一個巨大的方便篷扩，比如，貓咪身上的毛，是貓咪自己的私有屬性宅楞，這時候饲趋，同樣貓也可以具有一個函數(shù)换棚，這個函數(shù)專門用于操作他的私有成員屬性（貓身上的毛），而人則不需要這樣的函數(shù)(方法)爆侣，原因是因為沒有人類這樣的私有成員屬性无虚。
那么為了描述這樣的關(guān)系离唬，我們主要討論class之間的3中關(guān)系嘱函。
三種關(guān)系
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Inheritance（繼承）
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表示is-a的關(guān)系
struct _List_node_hase { _List_node_base * _M_next; _List_node_base * _M_prev; }; template <typename _Tp> struct _List_node : public _List_node_base { _Tp _M_data; }; -
UML圖
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父類的數(shù)據(jù)在public的繼承關(guān)系下祖灰，能夠被完全繼承
父類函數(shù)的調(diào)用權(quán)也可以被子類進(jìn)程
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Inheritance關(guān)系下的構(gòu)造和析構(gòu)
- 構(gòu)造：由內(nèi)而外
- Derived的構(gòu)造函數(shù)首先調(diào)用Base的default構(gòu)造函數(shù)咖祭，然后才執(zhí)行自己
- 析構(gòu)：由外而內(nèi)
- Derived的析構(gòu)函數(shù)首先執(zhí)行自己，然后才調(diào)用Base的析構(gòu)函數(shù)
- 構(gòu)造：由內(nèi)而外
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虛函數(shù)
- non-virtual函數(shù)：不希望Derived class重新定義（override）
- virtual函數(shù)：希望Derived class 重新定義，且已有默認(rèn)的定義
- pure virtual函數(shù)：希望Derived class一定要重新定義（override），并且沒有默認(rèn)定義
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Composition（復(fù)合）
has-a的關(guān)系
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我把他定義為人和長在身上的器官的關(guān)系
template<class T, class Sequence = deque<T> > class queue { .... protected : Sequence c; //底層容器 public: //以下完全利用c的操作函數(shù)完成 bool empty() const { return c.empty(); } //其中的操作均為調(diào)用 Sequence c;中所實現(xiàn)的功能 size_type size() const { return c.size(); } .... }- 在queue中驾凶，持有一個
Sequence c的對象狭郑，queue和Sequence之間的關(guān)系就是Composition -
其中UML圖為
queue 和 sequence 為Composition的關(guān)系- 其中黑色菱形一段表示持有另外一個class的對象
- Adapter設(shè)計模式主要使用了Composition來實現(xiàn)黄绩。Adapter可以很好的將部分功能封裝和開放
- 在queue中驾凶，持有一個
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Composition所占用內(nèi)存的大小等于他持有的所有的成員所占內(nèi)存的總和
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Composition關(guān)系下的構(gòu)造和析構(gòu)
- 構(gòu)造：由內(nèi)而外（類似于打包裹）
- Container的構(gòu)造函數(shù)首先調(diào)用Component的default構(gòu)造函數(shù)，然后才執(zhí)行自己的構(gòu)造函數(shù)
Container:: Container(...) : Component()//Component()由編譯器完成添加 - 如果不滿意調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)那么需要自己來寫需要的構(gòu)造函數(shù)在初始化列表
- Container的構(gòu)造函數(shù)首先調(diào)用Component的default構(gòu)造函數(shù)，然后才執(zhí)行自己的構(gòu)造函數(shù)
- 析構(gòu)：由外而內(nèi)（相當(dāng)于拆包裹）
- Container的析構(gòu)函數(shù)首先執(zhí)行桑谍，然后才會調(diào)用Component的析構(gòu)函數(shù)
Container:: ~Container(...){ ... ~Component(); } //~Component()有編譯器添加
- Container的析構(gòu)函數(shù)首先執(zhí)行桑谍，然后才會調(diào)用Component的析構(gòu)函數(shù)
- 只需要將自己的構(gòu)造和析構(gòu)完成即可奠骄，順序會有編譯器自動來完成
- 構(gòu)造：由內(nèi)而外（類似于打包裹）
從生命周期的角度來看，這兩個對象之間的關(guān)系為“同生共死”
我理解Composition類似于人身上的器官含鳞，這些器官由他自己的功能影锈，比如我們需要吸收能力來維持生命，那么我們只需要調(diào)用我們自己的消化系統(tǒng)的消化功能（
消化系統(tǒng).消化(食物)蝉绷；）鸭廷，類似于這樣的過程，我們就完成了吸收營養(yǎng)的過程熔吗，但實際這個過程不是人類這個class完成的辆床。并且一旦人死去，這些器官也會死去（這里可不討論捐獻(xiàn)移植拔荨Ｋ显亍！Ｖ械）咨堤，并且也是人先死，之后的器官一個一個死去晒他。
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Delegation（委托）
Composition by reference（不持有需要的對象吱型，只持有目標(biāo)對象的指針）
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我把這個關(guān)系定義為我們和東西關(guān)系
class StringRep; class String{ ..... private: StringRep* rep;//持有目標(biāo)對象的指針 } -
UML圖示為
用指針相連，所以兩個對象的生命周期不同
對于這個關(guān)系陨仅，我把他理解為我們和東西關(guān)系津滞，比如我們和手機(jī)，我們需要和遠(yuǎn)處的朋友聊天灼伤，我們可以用手機(jī)來完成（只需要調(diào)用手機(jī)的打電話函數(shù)
手機(jī)->打電話(電話號碼);）触徐，就相當(dāng)于我們用我們持有的手機(jī)的指來打了一個電話。那為什么是指針呢狐赡，因為我們并不是真正擁有一部手機(jī)撞鹉，我們擁有的只是他的使用權(quán)和處置權(quán)（說白了就是他們都是我們的身外之物，生不帶來死不帶去，在過去鸟雏，大家都共用一部電話享郊，那時候只有使用權(quán)，也就反應(yīng)了指針?biāo)笇ο蟮奶攸c(diǎn)孝鹊，可以多個指針變量同時指向一個內(nèi)存中的對象）炊琉。我們可以換手機(jī)（也就是讓我們持有的指針指向另外一個手機(jī)），我們?nèi)绻麤]有手機(jī)的時候又活，那么這個指針指向的就是一個NULL苔咪；我們想要擁有一個手機(jī)的前提是我們必須買一個（也就是為了持有該對象的前提是必須要手動創(chuàng)建）。同樣柳骄，我們和這個對象的生命周期并沒有綁定的關(guān)系团赏，我們死了，手機(jī)還可以用耐薯，手機(jī)壞了舔清，我們健康的活著。所以Delegation的關(guān)系就是一種生不帶來死不帶去的關(guān)系可柿，不過和我們與東西之間的關(guān)系的區(qū)別在于鸠踪，這個類里面有這個指針才有資格擁有這個東西的使用權(quán)，如果沒有啊复斥，那也是求不來的营密。這里面有個很大的好處就是，我們可以不斷的換手機(jī)目锭，而對于你的朋友來說他們知不知道你還沒換沒手機(jī)其實不重要评汰，但對你來說，你可以換一臺更好的手機(jī)痢虹，更漂亮的手機(jī)被去。搜易通過Delegation可以作為一個接口，背后通過他持有的指針進(jìn)行實現(xiàn)所需要的功能奖唯，也就是相當(dāng)于惨缆，朋友只要通過號碼就能聯(lián)系你，實現(xiàn)了聯(lián)系的功能丰捷，但這個功能與你用哪部手機(jī)沒多大關(guān)系坯墨，也就實現(xiàn)了不同功能的切換，這也就相當(dāng)于（Handle/Body）的設(shè)計模式的一種現(xiàn)實生活的表現(xiàn)病往，非常方便的幫你完成了實現(xiàn)類的升級捣染。-
淺談幾種設(shè)計模式
這些類與類之間的關(guān)系，構(gòu)成了大量的設(shè)計模式停巷，由于之后專門有課程討論設(shè)計模式的問題耍攘，在這里簡單使用圖例來表示幾種設(shè)計模式榕栏，來說明三種關(guān)系的使用場景。- Template Method（模版方法）
- Observer模式
- Composite（組合模式）
- Prototype（原型模式）
