C++关于指针、继承和多态介绍

指针

在C++中，指针是一种保存其他变量内存地址的变量。使用指针可以传递地址而不是传递变量值。

指针的定义和使用

指针的定义方式：数据类型 *指针名称 = &变量名称;，其中“*”表示声明一个指针变量，&表示取变量地址。

int num = 10;
int *pNum = # // 定义指向num变量的指针

指针的使用方式：通过指针访问变量。

cout << *pNum << endl; // 输出num的值

指针的运算

指针可以进行四种基本运算：加上一个整数、减去一个整数、两个指针相减、比较两个指针。

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *pArr = arr;
pArr += 2; // pArr指向arr[2]
cout << *pArr << endl; // 输出arr[2]的值

继承

在C++中，继承是一种代码复用机制，允许一个类继承另一个类的属性和方法。继承的类称为派生类，被继承的类称为基类。

继承的类型

C++中有三种继承方式：公有继承、私有继承、保护继承。

• 公有继承：派生类和外部代码可以访问基类的公有成员。
• 私有继承：派生类可以访问基类的公有和私有成员，但外部代码无法访问。
• 保护继承：派生类可以访问基类的公有和保护成员，外部代码无法访问。

继承的语法

继承是通过在派生类中使用“:”符号来实现的。

class 基类 {
public:
    int a;
    void funcA();
};

class 派生类 : public 基类 { // 公有继承基类
public:
    int b;
    void funcB();
};

多重继承

多重继承是指派生类同时从两个或两个以上的基类继承属性和方法。C++支持多重继承，但需要避免菱形继承问题。

多态

在C++中，多态允许不同类的对象使用相同的方法名称，但实现不同的方法行为。多态有两种实现方式：虚函数和纯虚函数。

虚函数

在基类中声明虚函数，然后在派生类中重写该函数，从而实现多态特性。

class Animal {
public:
    virtual void sound() {
        cout << "This is an animal." << endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void sound() {
        cout << "Bark!" << endl;
    }
};

纯虚函数

纯虚函数是在基类中声明但不实现的虚函数，这样派生类必须实现该函数才能实例化。

class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0; // 纯虚函数
};

class Square : public Shape {
public:
    double getArea() {
        return width * width;
    }
private:
    double width;
};

示例

指针示例

int num1 = 10, num2 = 20;
int *pNum1 = &num1, *pNum2 = &num2;

*pNum1 = *pNum1 * 2;
*pNum2 += *pNum1;

cout << num1 << endl; // 输出20
cout << num2 << endl; // 输出40

继承和多态示例

class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0; // 纯虚函数
};

class Square : public Shape {
public:
    Square(double w) : width(w) {}
    double getArea() {
        return width * width;
    }
private:
    double width;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double getArea() {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
private:
    double radius;
};

int main() {
    Shape *pShape;
    Square sq(2.0);
    Circle cr(3.0);

    pShape = &sq;
    cout << "Square area: " << pShape->getArea() << endl;

    pShape = &cr;
    cout << "Circle area: " << pShape->getArea() << endl;

    return 0;
}

输出：

Square area: 4
Circle area: 28.26