网站开发交付验收文档,北理离线《网站开发与应用》,湖南省郴州市天气预报,无锡网站制作哪家值得信赖模板进阶与继承 模板进阶1.非类型的模板参数2.模板的特化2.1特化的概念2.2函数模板特化2.3类模板特化2.4全特化和偏特化2.4.1全特化2.4.2偏特化 3.模板的分离编译3.1同文件分离3.2不同文件下分离 继承1.继承的概念和定义1.1继承的概念1.2继承的定义1.2.1定义格式1.2.2继承关系和… 模板进阶与继承 模板进阶1.非类型的模板参数2.模板的特化2.1特化的概念2.2函数模板特化2.3类模板特化2.4全特化和偏特化2.4.1全特化2.4.2偏特化 3.模板的分离编译3.1同文件分离3.2不同文件下分离 继承1.继承的概念和定义1.1继承的概念1.2继承的定义1.2.1定义格式1.2.2继承关系和访问限定符 2.基类和派生类的对象赋值转换3.继承中的作用域4.派生类的默认成员函数4.1构造和拷贝构造4.2operator ()4.3析构函数 5.继承中的友元与静态成员6.菱形继承6.1菱形继承的概念6.2菱形继承的危害6.3菱形继承的解决方式6.4菱形虚拟继承的实现原理6.5菱形虚拟的总结 7.继承和组合 模板进阶
1.非类型的模板参数
模板参数类型形参和非类型形参。 类型形参出现在模板参数列表中跟在class或者typename之后的参数类型名称。 非类型形参就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数在类(函数)模板中可将该参数当成常量来使用。
// 定义一个模板类型的静态数组
templateclass T, size_t N 10
class array
{
public:T operator[](size_t index) { return _array[index]; }const T operator[](size_t index)const { return _array[index]; }size_t size()const { return _size; }bool empty()const { return 0 _size; }private:T _array[N];size_t _size;
};注意 非类型参数其实很少用因为只能给整形给double或一系列自定义类型都会报错。非类型模板参数必须在编译期间确定结果所以必须给常量。 2.模板的特化
2.1特化的概念
通常情况下使用模板可以实现一些与类型无关的代码但对于一些特殊类型的可能会得到一些错误的结果需要特殊处理比如下面的情况
//拿日期类举例我们比较日期类大小要比的是内容
//指针的比较是没有意义的
templateclass T
bool Less(T left, T right)
{return left right;
}
int main()
{cout Less(1, 2) endl; // 可以比较结果正确Date d1(2022, 7, 7);Date d2(2022, 7, 8);cout Less(d1, d2) endl; // 可以比较结果正确Date* p1 d1;Date* p2 d2;cout Less(p1, p2) endl; // 可以比较结果不确定return 0;
}2.2函数模板特化
函数模板特化的要求
必须要先有一个基础的函数模板。关键字template后面接一对尖括号里面也可以加模板参数放到偏特化讲。函数名后跟一对尖括号尖括号中指定需要特化的类型。函数形参表必须要和模板函数的基础参数类型完全相同不能多加参数或者调换参数位置。
// 函数模板 -- 参数匹配
templateclass T
bool Less(T left, T right)
{return left right;
}
// 对Less函数模板进行特化
template
bool LessDate*(Date* left, Date* right)
{return *left *right;
}
int main()
{cout Less(1, 2) endl;Date d1(2022, 7, 7);Date d2(2022, 7, 8);cout Less(d1, d2) endl;Date* p1 d1;Date* p2 d2;cout Less(p1, p2) endl; // 这里调用的就是特化的版本不是指针而是内容比较return 0;
}2.3类模板特化
//类模板特化和函数模板相似只是加的位置变成了类名后面加
templateclass T1, class T2
class Data
{
public:Data() { cout DataT1, T2 endl; }
private:T1 _d1;T2 _d2;
};template
class Dataint, char //特化版本
{
public:Data() { cout Dataint, char endl; }
private:int _d1;char _d2;
};
void TestVector()
{Dataint, int d1; //这个会通过模板生成更加合适的Dataint, char d2; //这个特化版本最合适
}2.4全特化和偏特化
2.4.1全特化
全特化即是将模板参数列表中所有的参数都确定化我们前面所写的都是全特化。
2.4.2偏特化
偏特化有以下两种表现方式
部分特化将模板参数类表中的一部分参数特化
templateclass T1, class T2
class Data
{
public:Data() { cout DataT1, T2 endl; }
private:T1 _d1;T2 _d2;
};// 对模板参数列表的一部分特化这个还是比较好理解的
// 将第二个参数特化为int注意特化必须保证有一个基础的函数模板
template class T1
class DataT1, int
{
public:Data() { cout DataT1, int endl; }
private:T1 _d1;int _d2;
};参数限制对模板参数类型的限制
templateclass T1, class T2
class Data
{
public:Data() { cout DataT1, T2 endl; }
};//只要是指针不管你指向什么类型你都匹配我
//两个参数偏特化为指针类型
template class T1, class T2
class Data T1*, T2*
{
public:Data() { cout DataT1*, T2* endl; }
};//只要是引用不管你引用什么类型你都匹配我
//不过其实和指针是一回事引用底层就是指针
template class T1, class T2
class Data T1, T2
{
public:Data() { cout DataT1, T2 endl; }
};// 将第二个参数特化为int
template class T1
class DataT1, int
{
public:Data() { cout DataT1, int endl; }
};int main()
{Datadouble, int d1; // 调用特化的int版本Dataint, double d2; // 调用基础的模板生成合适的 Dataint*, int* d3; // 调用特化的指针版本Dataint, int d4; // 调用特化的引用版本return 0;
}3.模板的分离编译
先说结论模板一般不建议声明定义分离如果需要也尽量在同一个文件内进行分离。
3.1同文件分离
namespace My
{templateclass Tclass A{public:typedef T* ptr; //T类型指针ptr operator(); //取到T类型指针T get();private:T _a;};
}//写简单一点就分离两个函数好了
//分离编译的时候AT还没有完全实例化
//不知道ptr是类型还是静态成员所以需要加typename指定它是类型
//另外需要用类域限定符指定该函数类型属于那个空间中的那个类
templateclass T
typename My::AT::ptr My::AT::operator() //取到T类型指针
{return _a;
}templateclass T
T My::AT::get()
{return _a;
}3.2不同文件下分离
在C/C程序中每个源文件在链接之前都是互不关联的而模板要求编译之前就确定好模板参数类型模板才会去实例化而分文件最大的问题就在于分离的部分无法确定参数类型(T)也就无法实例化。
//a.h,这里写一起是方便看实际在不同文件
namespace My
{templateclass Tclass A{public:typedef T* ptr; //T类型指针ptr operator(); //取到T类型指针T get();private:T _a;};
}//a.cpp
#include a.h
//这里因为AT还没有完全实例化可以理解为实例化过程中分离的部分和内部是隔离的
//也就是说不知道指定的内容是类型还是静态变量需要加typename指定它是类型
templateclass T
typename My::AT::ptr My::AT::operator() //取到T类型指针
{return _a;
}templateclass T
T My::AT::get()
{return _a;
}//test.cpp
#include a.h
int main()
{My::Aint a;a.get(); //调了一下这个分离的函数return 0;
}我们看执行结果 这里的报错是链接错误其实就是get这个函数压根没有实例化出来我们通过显示实例化可以解决这个问题。
//a.cpp
templateclass T
typename My::AT::ptr My::AT::operator() //取到T类型指针
{return _a;
}templateclass T
T My::AT::get()
{return _a;
}template
My::Aint; //告诉了T类型你去实例化但是显示实例化非常局限不同的类型都要写一次要分离我还是建议采用第一种写法。 继承
1.继承的概念和定义
1.1继承的概念
继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展增加功能这样产生新的类称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的复用都是函数复用继承是类设计层次的复用。
1.2继承的定义
1.2.1定义格式 1.2.2继承关系和访问限定符
这里说一下大多数的继承都是public(公有)继承C中protected这个访问限定符就是为继承准备的。 这九种情况我们通过表格给出但是大家不需要记忆这个表格看总结1和2即可 总结
基类的private成员在派生类中无论如何都不可见(不可见①类外不能访问 ②隐身了派生类内部也不能访问继承了个寂寞)。基类其它成员在派生类中的访问方式 Min(成员在基类的访问限定符, 继承方式)即谁的权限小就取谁认为 public protected private。想让派生类像大多数类一样我们可以把基类中想让别人访问的成员用public修饰不想让别人访问的用protected修饰最后采用pubilc方式继承即可。继承方式不是必须写的使用关键字class时默认的继承方式是private使用struct时默认的继承方式是public不过最好显示的写出继承方式。 2.基类和派生类的对象赋值转换
派生类对象可以赋值给 ①基类的对象 ②基类的指针 ③基类的引用。这里有个形象的说法叫切片或者切割。寓意把派生类中父类那部分切出来赋值过去。基类对象不能赋值给派生类对象(派生类有基类的部分但基类却没有派生类的部分)。
class Person
{
protected:string _name; // 姓名string _sex; // 性别int _age; // 年龄
};
class Student : public Person
{
public:int _No; // 学号
};
void Test()
{Student sobj;// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用Person pobj sobj;Person* pp sobj;Person rp sobj;//2.基类对象不能赋值给派生类对象sobj pobj;// 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针pp sobj;Student * ps1 (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的。ps1-_No 10;pp pobj;Student* ps2 (Student*)pp; // 这种情况转换时虽然可以但是会存在越界访问的问ps2-_No 10;
}3.继承中的作用域
在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。派生类和基类中有同名成员派生类成员将屏蔽对父类同名成员的直接访问这种情况叫隐藏也叫重定义。在派生类成员函数中可以使用 基类::基类成员 去显示访问需要注意的是如果是成员函数的隐藏只需要函数名相同就构成隐藏。注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。
类成员变量同名
// Student的_num和Person的_num构成隐藏关系可以看出这样代码虽然能跑但是非常容易混淆
class Person
{
protected:string _name 小李子; // 姓名int _num 111; //身份证号
};class Student : public Person
{
public:void Print(){cout 姓名: _name endl;cout 身份证号: Person::_num endl; // 类名::成员显示访问cout 学号: _num endl;}
protected:int _num 999; // 学号
};
void Test()
{Student s1;s1.Print();
};类成名函数同名
//这里要重点区分一下函数重载首先重载是对同一域中才有的概念这里肯定不构成重载
//其次隐藏的要求也和重载不同只要和基类成员函数同名就构造隐藏
class A
{
public:void fun(){cout func() endl;}
};
class B : public A
{
public:void fun(int i){A::fun(); //类名::成员 还是可以访问的cout func(int i)- i endl;}
};void Test()
{B b;b.fun(10);
};4.派生类的默认成员函数
这里主要讲构造重载和析构剩下的重载意义不大。子类这几个函数处理的时候有一条原则把父类的部分当作整体调用父类的函数去处理子类的部分子类处理。
4.1构造和拷贝构造
因为有初始化列表的存在在写子类构造时即使不显示调用父类构造父类构造也会自己调用完成初始化。需要指定初始化父类内容的话可以显示调父类构造。
class Person
{
public:Person(const char* name peter): _name(name){cout Person() endl;}Person(const Person p): _name(p._name){cout Person(const Person p) endl;}protected:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:Student(const char* name, int num): Person(name), _num(num){cout Student() endl;}Student(const Student s): Person(s), _num(s._num){cout Student(const Student s) endl;}protected:int _num; //学号
};
void Test()
{Student s1(jack, 18);Student s2(s1);Student s3(rose, 17);
}4.2operator ()
遇到对象中有堆上资源存在的情况为避免多次释放我们可能需要自己写 operator 。不同于构造如果我们在子类中显示写了operator父类的 operator 是不会自动调用的必须显示调用。
class Person
{
public:Person operator(const Person p){cout Person operator(const Person p) endl;if (this ! p)_name p._name;return *this;}
protected:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:Student operator (const Student s){cout Student operator (const Student s) endl;Person::operator (s); //不会自动调用必须显示调用_num s._num;return *this;}
protected:int _num; //学号
};4.3析构函数
析构比较特殊不能主动调用必须由编译器自动调用且调用在子类析构函数之后。你自己调不会报错但也不会生效。至于为什么这样设计①保持后定义的先析构这个顺序 ②子可以用父如果父先析构了子可能访问父的成员导致野指针访问。因此设计子类析构时只要保证自己的资源正确释放即可。 5.继承中的友元与静态成员
友元关系不能继承也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员
class Student;
class Person
{
public:friend void Display(const Person p, const Student s); //声明该函数是基类的友元
protected:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};
void Display(const Person p, const Student s)
{cout p._name endl; //你是基类的友元访问基类对象是可以的cout s._stuNum endl; //友元不继承你不能访问派生类对象这里会报错显示不可访问
}int main()
{Person p;Student s;Display(p, s);return 0;
}基类定义了static静态成员则整个继承体系里面只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类都只有一个static成员实例 。
//无论继承多少层大家用的始终是同一个变量
class Person
{
public:Person() { _count; }
protected:string _name; // 姓名
public:static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person::_count 0;class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};class Graduate : public Student
{
protected:string _seminarCourse; // 研究科目
};
void TestPerson()
{Student s1;Student s2;Student s3;Graduate s4;cout 人数 : Person::_count endl;Student::_count 0;cout 人数 : Person::_count endl;
}6.菱形继承
6.1菱形继承的概念
单继承一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承 多继承一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承 菱形继承菱形继承是多继承的一种特殊情况。 6.2菱形继承的危害
菱形继承的问题从下面的对象成员模型构造可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。在assistant的对象中person成员会有两份。 class Person
{
public:string _name; // 姓名
};class Student : public Person
{
protected:int _num; //学号
};class Teacher : public Person
{
protected:int _id; // 职工编号
};class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:int _score; // 主修课程
};
void Test()
{// 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个Assistant a;a._name peter; //这个地方会报错编译器不知道访问那个// 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题但是数据冗余问题无法解决a.Student::_name xxx;a.Teacher::_name yyy;
}6.3菱形继承的解决方式
虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系在student和teacher的继承person时使用虚拟继承即可解决问题。需要注意的是虚拟继承不要在其他地方去使用。虚拟继承的关键字是virtual。
class Person
{
public:string _name; // 姓名
};class Student : virtual public Person
{
protected:int _num 0; //学号
};class Teacher : virtual public Person
{
protected:int _id 1; // 职工编号
};class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:int _score 60; // 主修课程
};
void Test()
{Assistant a;a._name peter; //这个时候_name其实只有一个a.Student::_name xxx; //这里的两个显示访问其实访问的都是一个变量a.Teacher::_name yyy;
}6.4菱形虚拟继承的实现原理
PS下面的讨论基于上面的代码程序是32位程序(方便看而已)。 不过student多了一个0x00cf5dd8teacher多了0x00cf5de4这两个变量其实是指针指向了两个表表中记录了偏移量通过这个偏移量从studentteacher位置开始找到_name。这两个指针叫虚基表指针这两个表叫虚基表。 6.5菱形虚拟的总结
实际当中尽量避免写出菱形继承对象复杂以后再引入多态会变得相当复杂。其次菱形继承会有时间消耗空间消耗还好因为所有子类对象都是共用虚基表的。 7.继承和组合
继承关系
class Car {
protected:string _colour ; // 颜色string _num; // 车牌号
};class BMW : public Car {
public:void Drive() { cout 好开-操控 endl; }
};class Benz : public Car {
public:void Drive() { cout 好坐-舒适 endl; }
};
组合关系
class Tire {
protected:string _brand Michelin; //品牌size_t _size 17; // 尺寸};class Car {
protected:string _colour; // 颜色string _num; // 车牌号Tire _t; // 轮胎
};public继承是一种is-a(B是A)的关系。也就是说每个派生类对象都是一个基类对象。组合是一种has-a(B有A)的关系。假设B组合了A每个B对象中都有一个A对象。实际当中优先采用组合关系而不是继承关系。继承关系是一种白箱复用基类的内部细节派生类是可见的在一定程度上破坏了封装。派生类和基类间的依赖关系很强耦合度高。组合关系是一种黑箱复用对象内部细节不可见只对外提供对应接口。组合类之间没有很强的依赖关系耦合度低。优先使用对象组合有助于你保持每个类被封装。不过继承也有独特的优势有的场景下继承更加符合语义并且要实现多态必须继承。
