OOD(Object Oritented Design)

• Inheritance 繼承
  • 表示 is-a
  • public, private, protected Inheritance
  • 子類(lèi)繼承父類(lèi)的所有數(shù)據(jù)成員
  • 子類(lèi)對(duì)函數(shù)繼承是繼承調(diào)用權(quán)
• Composition 復(fù)合/組合
  • 表示 has-a
• Delegation 委托
  • Composition by reference 也稱(chēng)為引用復(fù)合/組合(不是真正的has-a，而是has-a-pointer which point to a object)
    • 實(shí)際上component是指針抛计，但約定俗成稱(chēng)為引用復(fù)合吹截。component指針指向另一個(gè)類(lèi)，需要的時(shí)候可以通過(guò)指針調(diào)用（委托）另一個(gè)類(lèi)
  • Handle/Body晨逝。Handle是接口懦铺，Body是實(shí)現(xiàn)。這是一種松耦合的思想
  • pimpl(pointer to implication)
  • reference counting 就是一種Delegation的實(shí)現(xiàn)昏翰。另外，當(dāng)一個(gè)對(duì)象想通過(guò)reference改變指向的對(duì)象時(shí)浸踩，就需要實(shí)現(xiàn)copy-on-write(寫(xiě)時(shí)復(fù)制)

UML關(guān)系圖

+ public
- private
# private
_ static

Inheritance with virtual functions

• non-virtual function：不希望derived class overwrite

• virtual function

  • 希望derived class overwrite检碗。
  • 已有默認(rèn)定義码邻。

• pure virtual function

  • 一定要 derived class overwrite。
  • 沒(méi)有默認(rèn)定義怕犁。(其實(shí)可以有定義)

class Shape {
public:
        virtual void draw() const = 0;
        virtual void error(const std::string& msg);
        int objectID() const;
};

Inheritance, Composition的構(gòu)造和析構(gòu)順序

• Inheritance

  • 構(gòu)造由內(nèi)到外：super class constructor ==> derived class constructor
  • 析構(gòu)由外到內(nèi)：derived class destructor ==> super class destructor
    • super class destructor must be virtual, otherwise occurs undefined behavior

• Composition

  • 構(gòu)造由內(nèi)到外：component default constructor ==> derived class constructor
  • 析構(gòu)由外而內(nèi)：derived class destructor ==> component destructor

• Inheritance + Composition

  • 構(gòu)造由內(nèi)到外奏甫，先父類(lèi)再組合：super class constructor ==> component default constructor ==> derived class constructor
  • 析構(gòu)由外到內(nèi)凌受，先組合在父類(lèi)：derived class destructor ==> component destructor ==> super class destructor

Inheritance,Composition,Delegation 和設(shè)計(jì)模式

Template Method 模板方法/函數(shù)

• Inheritance with virtual functions 的實(shí)現(xiàn)胜蛉，晚綁定
• MFC, 通過(guò)Template Method思想實(shí)現(xiàn)的Application Framework

Adapter 適配器模式

Composition的實(shí)現(xiàn)

Observer 觀察者模式

Delegation + Inheritance

Composite 組合模式

Delegation + Inheritance

Prototype

Delegation + Inheritance
現(xiàn)在要?jiǎng)?chuàng)建未來(lái)的class對(duì)象，使得Prototype能看到新創(chuàng)建的對(duì)象

類(lèi)型轉(zhuǎn)換與繼承

派生類(lèi)向基類(lèi)的類(lèi)型轉(zhuǎn)換

• 從派生類(lèi)到基類(lèi)的類(lèi)型轉(zhuǎn)換只對(duì)指針或者引用類(lèi)型有效

Quote item;       // 基類(lèi)對(duì)象
Bulk_quote bulk;  // 派生類(lèi)對(duì)象
Quote *p = &item; // p指向Quote對(duì)象
p = &bulk;       // p指向bulk的Quote部分
Quote &r = bulk; // r綁定到bulk的Quote部分

• （非指針或引用）派生類(lèi)對(duì)象也可以拷貝领突、移動(dòng)或者賦值給一個(gè)基類(lèi)對(duì)象案怯。但由于是調(diào)用基類(lèi)的拷貝控制成員殴泰，所以只能處理派生類(lèi)的基類(lèi)部分浮驳，派生部分會(huì)被切掉（sliced down）

Bulk_quote bulk;  // 派生類(lèi)對(duì)象
Quote item(bulk); // 使用Quote::Quote(const Quote&)構(gòu)造函數(shù)
item = bulk; // 使用Quote::operator=(const Quote&)賦值操作符

• 不存在基類(lèi)向派生類(lèi)的隱式轉(zhuǎn)換

Bulk_quote bulk;  // 派生類(lèi)對(duì)象
Quote *itemP = &bulk; // itemP的動(dòng)態(tài)類(lèi)型是Bulk_quote
// 即使itemP指針綁定的動(dòng)態(tài)類(lèi)型是Bulk_quote（派生類(lèi)）至会，但itemP的靜態(tài)類(lèi)型是Quote（基類(lèi)）
// 編譯器只能通過(guò)檢查指針或引用的靜態(tài)類(lèi)型來(lái)判斷該轉(zhuǎn)換是否合法
Bulk_quote *bulkP = itemP; // 錯(cuò)誤，不能將基類(lèi)轉(zhuǎn)換成派生類(lèi)

靜態(tài)類(lèi)型 vs. 動(dòng)態(tài)類(lèi)型

• 存在條件

  • 當(dāng)使用存在繼承關(guān)系的類(lèi)型時(shí)
  • 且當(dāng)變量或者表達(dá)式是引用或指針時(shí)
  • 存在靜態(tài)類(lèi)型(static type)和動(dòng)態(tài)類(lèi)型(dynamic type)

• 靜態(tài)類(lèi)型是在編譯時(shí)已知的宵蛀，是變量聲明的類(lèi)型

• 動(dòng)態(tài)類(lèi)型是在運(yùn)行時(shí)才可知的，是表示內(nèi)存中的對(duì)象的類(lèi)型

動(dòng)態(tài)綁定（dynamic binding/ run-time binding）凑懂， 多態(tài)性梧宫， 虛函數(shù)，虛函數(shù)表

• 動(dòng)態(tài)綁定：函數(shù)運(yùn)行時(shí)選擇函數(shù)版本

  • 和overload區(qū)分脓豪。overload是指同一個(gè)類(lèi)里扫夜，同名函數(shù)通過(guò)參數(shù)不同來(lái)確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)驰徊。注意和返回值無(wú)關(guān)，和繼承無(wú)關(guān)望侈，和virtual無(wú)關(guān)

• 當(dāng)且僅當(dāng) 基類(lèi)通過(guò)指針或者引用指向派生類(lèi)類(lèi)型勋桶，且調(diào)用的是虛函數(shù)時(shí)例驹，才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定（會(huì)在運(yùn)行時(shí)解析該調(diào)用）。但這時(shí)還不算實(shí)現(xiàn)了多態(tài)性鹃锈，還需要派生類(lèi)重寫(xiě)override了虛函數(shù)屎债，這是才會(huì)調(diào)用動(dòng)態(tài)類(lèi)型的虛函數(shù)，實(shí)現(xiàn)多態(tài)性

  • 不滿(mǎn)足以上的任何一個(gè)條件盆驹，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定（多態(tài)性）躯喇，調(diào)用的都是本身的函數(shù)（編譯時(shí)綁定的函數(shù)）
  • 調(diào)用非虛函數(shù)硝枉，普通對(duì)象調(diào)用函數(shù)都是在編譯時(shí)綁定了調(diào)用函數(shù)的版本倦微。

• 多態(tài)性：父類(lèi)的指針有“多種形態(tài)”欣福。簡(jiǎn)而言之就是用父類(lèi)的指針指向其子類(lèi)的實(shí)例，然后通過(guò)父類(lèi)的指針調(diào)用實(shí)際子類(lèi)的成員函數(shù)

• 虛函數(shù)的作用主要是實(shí)現(xiàn)了多態(tài)的機(jī)制

  • 虛函數(shù)（Virtual Function）是通過(guò)一張?zhí)摵瘮?shù)表（Virtual Table）來(lái)實(shí)現(xiàn)的

顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換

C++風(fēng)格的類(lèi)型轉(zhuǎn)換提供了4種類(lèi)型轉(zhuǎn)換操作符來(lái)應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)合的應(yīng)用
cast-name<type>(expression)

• const_cast
  • 去const屬性
• dynamic_cast
  • 轉(zhuǎn)換的安全檢查將在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行
  • 多態(tài)類(lèi)之間的類(lèi)型轉(zhuǎn)換用daynamic_cast
• static_cast
  • 類(lèi)似于C風(fēng)格的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換棕诵。無(wú)條件轉(zhuǎn)換
  • 強(qiáng)制覆蓋編譯器的檢查工作
  • 基本類(lèi)型轉(zhuǎn)換用static_cast
• reinterpret_cast
  • 不同類(lèi)型的指針類(lèi)型轉(zhuǎn)換用reinterpret_cast