C++ | 七、面向对象（封装、继承、多态）、const关键字、构造函数

面向对象

• 基本思想：将现实的需求抽象化为代码中的一个类，并为这个类赋予基于的属性和方法；当需要使用这个类的时候，通过定义该类的实例化对象来实现
• 基本写法：

class 类名{
访问修饰符： //解释见下
	成员变量；
	成员方法；	
};

• 访问修饰符：
  • 用来指定成员属性和方法的可见性和访问权限，包括以下三种
  • public：公有，开放权限
  • private：私有，仅允许类内访问
  • protected：受保护，仅允许类及该类的派生类（子类）内访问
• 面向对象三大特性
  • 封装
  • 继承
  • 多态

封装

• 为什么要封装
  • 主要目的是保证数据的安全性
• 如何封装
  • 第一步，将想要保护的属性修饰为private
  • 第二步，如果有需求，在类内定义对应的读取和修改方法，之后所有对想保护属性的读取和修改都要通过对应方法，在对应方法中可以添加限定条件，满足时才可进行读取或修改

Const关键字

• 详情见链接

构造函数

• 类的构造函数和结构体的构造函数类似，有如下特点：
  • 函数名和类名相同
  • 没有返回类型和返回值
  • 实例对象创建时自动调用
• 示例，其中const string& personName使用引用&的目的是避免变量值拷贝占用内存、降低效率，使用const的目的是保证该参数不会在函数体内被改变

class Person {
private:
  int age;
  string name;
public:
  // 默认构造函数
  Person() {
    age = 20;
    name = "Tom"
  }
  // 带参数的构造函数
  Person(int personAge, const string& personName) {
    age = personAge;
    name = personName
  }
}
int main() {
    // 使用默认构造函数创建对象
    Person person1;
 
    // 使用带参数的构造函数创建对象
    Person person2(20, "Jerry");
  
    return 0;
}

• 除了上述示例，还可以使用成员初始化列表的方式书写构造函数，如下，在这里，age(personAge), name(personName)表示将personAge的值赋给age成员变量, 将personName的值赋给name, 从而完成了成员变量初始化。

Person(int personAge, const string& personName) : age(personAge), name(personName) {   
}

继承

• 为什么要用继承？
  • 避免代码重写，提高开发效率
• 怎么实现继承
  • class son : 访问修饰符 father {}
• 子类中对于父类方法的重写
  • C++里，重写类的方法需要添加关键字override，该关键字放在函数形参列表后，如double calculate() override {}

多态

• 为什么要用多态？
  • 使代码更灵活
• 怎么实现多态
  • C++中通过virtual虚函数实现多态
• 举例如下

class Shape {
public:
    virtual double calculateArea() const = 0;
};
class Circle : public Shape {
private:
    int radius;

public:
    double calculateArea() const override {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};
class Rectangle : public Shape {
private:
    int width;
    int height;

public:
    // 构造函数，用于初始化 width 和 height
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}
    // width * height 的结果是整数，但 calculateArea 方法的返回类型是 double
    // 为了确保结果是一个浮点数，使用 static_cast<double> 将其显式转换为 double 类型
       double calculateArea() const override {
        return static_cast<double>(width * height);
    }
};

• 这里使用virtual在父类中定义了一个虚函数，而= 0表示这是一个纯虚函数，即定义的函数在基类中没有实现，但是要求它的派生类都必须提供这个函数的实现，这种抽象的方法使得 Shape 类成为一个抽象基类，不能被实例化，只能被用作派生其他类的基类。
• 然后两个派生类 Circle 和 Rectangle则是重写了 calculateArea 方法，它们提供了各自的实现，有着不同的计算逻辑