网龙C++游戏训练营培训课程第一阶段（下）：类与对象、封装、继承和多态

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网龙C++游戏训练营培训课程第一阶段（下）：类与对象、封装、继承和多态

（下）部分内容主要关注封装、继承和多态的操作。 传送门： 第一阶段（上）：数组与指针 第一阶段（下）：类与对象、封装、继承和多态

4.类及其使用

类的学习需要掌握的内容如下：
用一个例子来解释： 新建lei.h头文件和lei.cpp源文件 代码如下：

//lei.h
class Date {
public:void SetDate(int a, int b, int c);void ShowDate();
private:int year;int month;int day;
};//lei.cpp
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Date::SetDate(int a, int b, int c)
{year = a;month = b;day = c;
}
void Date::ShowDate()
{cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
}
在main函数中
int main()
{Date test;test.SetDate(2018, 6, 2);test.ShowDate();return 0;
}

结果如下：

这里特别注意private和protect两种访问形式的区别，一般只有在派生类时才有所体现，派生自基类（如例中的Date）的类访问基类时，可以访问protect成员，而不能访问private成员。
构造函数：一般用于初始化成员变量的值，如本例中可以将SetDate(int a, int b, int c) 函数作为构造函数，在创建一个实例后，自动进行初始化赋值。

Date::Date(int a, int b, int c)
{year = a;month = b;day = c;
}
Date::~Date()
{cout << "Destroy" << endl;
}
void Date::ShowDate()
{cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
}int main()
{Date test(2018,6,1);     //实例化时直接初始化test.ShowDate();return 0;
}

5.封装

封装的定义以及需要掌握的内容如下：

5.1 this指针

只能在类的成员函数中进行调用，如下所示

void Date::SetDate(int year, int month, int day)
{this->year = year;     //通过this指针访问类中的私有变量year，并与形参中的year进行区分this->month = month;this->day = day;
}

5.2 友元函数friend

可以访问与其有friend关系中类的私有成员，实现类间的数据共享，定义如下。

5.2.1 全局友元函数（类与普通函数之间的数据共享）

.h文件：
class Date {
public:void SetDate(int year, int month, int day);void ShowDate();friend void Call(Date &);     //全局友元函数
private:int year;int month;int day;
};.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Date::SetDate(int year, int month, int day)
{this->year = year;this->month = month;this->day = day;
}void Call(Date &t)
{cout<<"Call:"<<t.year << "年" << t.month << "月" << t.day << "日" << endl;     、、可以访问Date类的数据
}main函数中
int main()
{Date test;test.SetDate(2018,6,2);     Call(test);     //输出2018年6月2日return 0;
}

5.2.2 友元成员函数（不同类之间的数据共享）

.h文件：
class Time;   //先声明
class Date {
public://Date();void SetDate(int year, int month, int day);//~Date();//void ShowDate();void Call(Time &);   //声明成员函数
private:int year;int month;int day;
};
class Time {
public:Time(int = 2018, int = 1, int = 1);friend void Date::Call(Time&);    //将成员函数Call作为本类的友元函数
private:int y;int m;int d;
};
.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Date::SetDate(int year, int month, int day)
{this->year = year;this->month = month;this->day = day;
}
void Date::Call(Time &d)
{cout<<"Date中的成员变量:"<<year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;cout << "Time中的成员变量：" << d.y << "年" << d.m << "月" << d.d << "日" << endl;
}
Time::Time(int y, int m, int d)
{this->y = y;this->m = m;this->d = d;
}main函数中
int main()
{Time t;Date d;d.SetDate(2018,6,2);d.Call(t);return 0;
}

输出结果如下，可以看到Call(Time &d)函数可以访问Time中的private变量

6.继承与派生

如果在开发中已经定义了一个名为A的类，又想新建一个名为B的类，但B中的大部分功能可以通过A实现，此时可以让B继承A，或者说B由A派生而来。
格式为：class 派生类名： [继承方式]基类名 继承方式如下：

• 公有继承：基类中的公有、私有成员在派生类中依旧保持原有的访问属性。
• 私有继承：此时基类的公有成员和保护成员相当于派生类中的私有成员，派生类的成员函数能访问，基类中的私有成员在派生类中是不可访问的。
• 保护继承：基类的公有保护成员在派生类中成为保护成员，基类私有成员仍为私有成员。主要作用是保护基类中的公有成员。

公有继承示例：

.h文件
class Date {
public://Date();void SetDate(int year, int month, int day);//~Date();void ShowDate();
private:int year;int month;int day;
};
class Date1 : public Date  //继承自Date，其中public表示公有继承
{
public:void SetSec(int x);  //新增成员函数void GetFromDate();
private:int sec;      //新增成员变量
};.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Date::SetDate(int year, int month, int day)
{this->year = year;this->month = month;this->day = day;
}
void Date::ShowDate()
{cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
}
void Date1::SetSec(int x)
{sec = x;
}main函数
int main()
{Date1 d1;d1.SetDate(2018, 6, 2);    //访问基类中的两个成员函数d1.ShowDate();return 0;
}

私有继承示例如下：

.h文件
class Date {
public://Date();void SetDate(int year, int month, int day);//~Date();void ShowDate();
private:int year;int month;int day;
};
class Date1 : private Date //继承自Date，其中private表示私有
{
public:void GetFromDate();
};.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Date::SetDate(int year, int month, int day)
{this->year = year;this->month = month;this->day = day;
}
void Date::ShowDate()
{cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
}
void Date1::GetFromDate()
{SetDate(2018, 6, 1);     //通过Date1中的公有函数调用Date中的公有函数（此时 SetDate()和 ShowDate()相当于Date1中的私有成员函数）ShowDate();
}
main函数
int main()
{Date1 d1;d1.GetFromDate();return 0;
}

7.多态

多态指的是不同功能的函数可以用同一个函数名，不同对象调用这个函数时会产生不同的效果，多态分为以下两种。

1. 静态多态性（函数重载和运算符重载）
2. 动态多态性（程序运行过程中动态确定，通过虚函数实现）

7.1 静态多态性

7.1.1 函数重载

函数重载的示例如下

.h文件
#include<string>
using namespace std;
class Date {
public://Date();void SetDate(int year, int month, int day);//~Date();void ShowDate();void ShowDate(string str);
private:int year;int month;int day;
};
.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;void Date::SetDate(int year, int month, int day)
{this->year = year;this->month = month;this->day = day;
}void Date::ShowDate()
{cout << year << "年" << month << "月" << day << "日" << endl;
}void Date::ShowDate(string str)
{cout << str << endl;
}
main函数
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include "lei.h"
using namespace std;
int main()
{Date d;d.SetDate(2018, 6, 1);d.ShowDate();d.ShowDate("二零一八年六月一日");return 0;
}

输出为

7.1.2 运算符重载

运算符重载可以修改现有的运算符，实现对类中数据进行操作的功能。 <返回类型说明符> operator <运算符符号>（<参数表>） { <函数体> }
示例：

.h文件
#include<string>
using namespace std;
class Calculator {
public:Calculator(); //用于value的初始化void operator ++ (); //自增运算符void operator--();   //自减运算符int operator()();    //函数运算符
private:unsigned int value;
};
.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
Calculator::Calculator()
{value = 0;
}
void Calculator::operator++()
{if (value < 65535)value++;else{cout << "\noverflow" << endl;}
}
void Calculator::operator--()
{if (value > 0)value--;else{cout << "\nunderflow" << endl;}
}
int Calculator::operator()()
{return value;
}.main函数
int main()
{Calculator cal ;for (int i = 0; i < 5; i++){++cal; //调用自加运算符，执行类中value数据的自加cout << "\n cal = " << cal();     //调用函数运算符，执行类中value数据的输出}for (int i = 0; i < 5; i++){--cal; 调用自减运算符，执行类中value数据的自减cout << "\n cal = " << cal();}return 0;
}

输出如下

7.2 虚函数

在类的继承中，不同派生类可以出现名字相同、参数个数和类型都相同而功能不同的函数，虚函数用以区分这些函数。 格式：virtual <返回类型> 函数名(<形参>)

.h文件
#pragma once
#include<string>
using namespace std;
class A {
public:virtual void ShowMessage();//基类中声明虚函数
};
class B :public A    //B继承A
{
public:virtual void ShowMessage();
};
class C :public B    //C继承B
{
public:virtual void ShowMessage();
};.cpp文件
#include "stdafx.h"
#include "lei.h"
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
void A::ShowMessage()
{cout << "This is A!" << endl;
}
void B::ShowMessage()
{cout << "This is B!" << endl;
}
void C::ShowMessage()
{cout << "This is C!" << endl;
}main函数
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include "lei.h"
using namespace std;
int main()
{A *a = new A();B *b = new B();C *c = new C();a->ShowMessage();b->ShowMessage();c->ShowMessage();return 0;
}

输出如下