C++封装、继承和多态
C++中的封装、继承和多态是面向对象编程的三大特性，下面我将分别用简单的例子来解释这些概念。
1. 封装
封装指的是将数据成员和成员函数封装在一起，形成一个类。封装有助于隐藏实现细节，并且保护数据不受外部影响。在C++中，可以通过定义类并将成员声明为private、protected或public来实现封装。
示例代码：
#include <iostream>
class BankAccount
{
private:
double balance; // 数据成员
public:
BankAccount(double initialBalance) : balance(initialBalance) {} // 构造函数
void deposit(double amount); // 存款
void withdraw(double amount); // 取款
double getBalance() const; // 获取余额
};
void BankAccount::deposit(double amount)
{
if (amount > 0)
{
balance += amount;
}
}
void BankAccount::withdraw(double amount)
{
if (amount > 0 && balance >= amount)
{
balance -= amount;
}
}
double BankAccount::getBalance() const
{
return balance;
}
int main()
{
BankAccount account(1000.0);
account.deposit(500.0);
account.withdraw(200.0);
std::cout << "Current Balance: " << account.getBalance() << std::endl;
return 0;
}
2. 继承
继承是指一个类可以从另一个类那里派生出来，继承了基类的所有公共属性和行为。继承支持代码重用和层次分类。
示例代码：
#include <iostream>
class Animal
{
public:
virtual void speak() const = 0; // 纯虚函数
};
class Dog : public Animal
{ // 派生类Dog继承自Animal
public:
void speak() const override
{ // 覆盖基类的虚函数
std::cout << "Woof!" << std::endl;
}
};
class Cat : public Animal
{ // 派生类Cat继承自Animal
public:
void speak() const override
{
std::cout << "Meow!" << std::endl;
}
};
int main()
{
Dog dog;
Cat cat;
dog.speak();
cat.speak();
return 0;
}
3. 多态
多态意味着一个类的行为可以通过继承和覆写（override）来改变。在C++中，多态通常是通过虚函数实现的。虚函数允许派生类重写基类的方法，从而实现不同的行为。
示例代码：
在上面的继承示例中，我们已经看到了多态的例子。speak()是一个虚函数，在Dog和Cat类中分别有不同的实现。当我们通过指向`Animal`类型的指针或引用调用speak()时，实际调用哪个版本取决于对象的实际类型（动态绑定）。
#include <iostream>
class Animal
{
public:
virtual ~Animal() {} // 虚析构函数
virtual void speak() const = 0; // 纯虚函数
};
class Dog : public Animal
{
public:
void speak() const override
{
std::cout << "Woof!" << std::endl;
}
};
class Cat : public Animal
{
public:
void speak() const override
{
std::cout << "Meow!" << std::endl;
}
};
int main()
{
Animal* myPet = new Dog(); // 动态类型为Dog
myPet->speak(); // 输出 "Woof!"
delete myPet; // 因为Animal有虚析构函数，所以这里会调用Dog的析构函数
myPet = new Cat(); // 动态类型为Cat
myPet->speak(); // 输出 "Meow!"
delete myPet; // 同样会调用Cat的析构函数
return 0;
}
在这个例子中，我们通过Animal*类型的指针来调用speak()方法，实际的行为取决于myPet指向的对象类型。这就是多态性的体现。