c++ 封装、继承、重写、重载、多态性

在 C++ 语言中,面向对象编程(OOP)的核心概念包括 封装继承重写重载多态性

这些是最基础的知识,现在回顾下。以下是这些概念的详细描述和代码示例:


1. 封装(Encapsulation)

定义 :封装是将数据和操作数据的方法(函数)捆绑在一起,形成一个独立的单元(即类)。通过访问控制(如 privateprotectedpublic),封装隐藏了对象的内部实现细节,只暴露必要的接口供外部使用。

示例

复制代码
#include <iostream>
#include <string>

class Person 
{
private:
    std::string name;  // 私有属性
    int age;           // 私有属性

public:
    // 公有方法:设置姓名
    void setName(const std::string& name) 
    {
        this->name = name;
    }

    // 公有方法:获取姓名
    std::string getName() const 
    {
        return name;
    }

    // 公有方法:设置年龄
    void setAge(int age) 
    {
        if (age > 0) 
        {  // 数据校验
            this->age = age;
        }
    }

    // 公有方法:获取年龄
    int getAge() const 
    {
        return age;
    }
};

int main() 
{
    Person person;
    person.setName("Alice");
    person.setAge(30);

    std::cout << "Name: " << person.getName() << std::endl;  // 输出: Name: Alice
    std::cout << "Age: " << person.getAge() << std::endl;    // 输出: Age: 30

    return 0;
}

2. 继承(Inheritance)

定义:继承允许一个类(子类)基于另一个类(父类)来创建,子类继承父类的属性和方法,并可以扩展或修改它们。

示例

复制代码
#include <iostream>
#include <string>

// 父类
class Animal 
{
protected:
    std::string name;

public:
    Animal(const std::string& name) : name(name) {}

    void speak() const 
    {
        std::cout << name << " makes a sound." << std::endl;
    }
};

// 子类
class Dog : public Animal 
{
public:
    Dog(const std::string& name) : Animal(name) {}

    // 重写父类方法
    void speak() const 
   {
        std::cout << name << " says Woof!" << std::endl;
    }
};

int main() 
{
    Dog dog("Buddy");
    dog.speak();  // 输出: Buddy says Woof!

    return 0;
}

3. 重写(Override)

定义:重写是指子类重新定义父类中的方法,以改变或扩展其行为。子类的方法名、参数列表必须与父类方法一致。

示例

复制代码
#include <iostream>
#include <string>

// 父类
class Animal 
{
public:
    virtual void speak() const 
   {
        std::cout << "Animal makes a sound." << std::endl;
    }
};

// 子类
class Cat : public Animal 
{
public:
    void speak() const override
    {  // 重写父类方法
        std::cout << "Cat says Meow!" << std::endl;
    }
};

int main() 
{
    Cat cat;
    cat.speak();  // 输出: Cat says Meow!

    return 0;
}

4. 重载(Overloading)

定义:重载是指在同一个类中定义多个同名方法,但这些方法的参数列表不同(参数类型、数量或顺序)。

示例

复制代码
#include <iostream>

class Math 
{
public:
    int add(int a, int b) const 
    {
        return a + b;
    }

    double add(double a, double b) const 
    {  // 重载方法
        return a + b;
    }

    int add(int a, int b, int c) const 
    {  // 重载方法
        return a + b + c;
    }
};

int main() 
{
    Math math;
    std::cout << math.add(1, 2) << std::endl;        // 输出: 3
    std::cout << math.add(1.5, 2.5) << std::endl;    // 输出: 4.0
    std::cout << math.add(1, 2, 3) << std::endl;     // 输出: 6

    return 0;
}

5. 多态性(Polymorphism)

定义:多态性是指同一个方法在不同对象中具有不同的行为。多态性通常通过继承和重写实现,允许父类引用指向子类对象,并调用子类重写的方法。

示例

复制代码
#include <iostream>
#include <memory>

// 父类
class Animal 
{
public:
    virtual void speak() const 
    {  // 虚函数
        std::cout << "Animal makes a sound." << std::endl;
    }
};

// 子类
class Dog : public Animal 
{
public:
    void speak() const override 
    {  // 重写父类方法
        std::cout << "Dog says Woof!" << std::endl;
    }
};

// 子类
class Cat : public Animal 
{
public:
    void speak() const override 
    {  // 重写父类方法
        std::cout << "Cat says Meow!" << std::endl;
    }
};

int main() 
{
    std::unique_ptr<Animal> animal1 = std::make_unique<Dog>();
    std::unique_ptr<Animal> animal2 = std::make_unique<Cat>();

    animal1->speak();  // 输出: Dog says Woof!
    animal2->speak();  // 输出: Cat says Meow!

    return 0;
}

总结

概念 描述 示例
封装 隐藏内部实现,暴露必要接口。 使用 privatepublic 控制访问权限。
继承 子类复用父类的属性和方法。 class Dog : public Animal
重写 子类重新定义父类方法。 使用 override 关键字重写虚函数。
重载 同名方法根据参数列表不同实现不同功能。 定义多个同名方法,参数列表不同。
多态性 同一方法在不同对象中有不同行为。 通过虚函数和父类指针实现。

这些概念是 C++ 面向对象编程的核心,掌握它们可以帮助你编写更模块化、可复用和易于维护的代码。

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