轉(zhuǎn)載自https://github.com/applenob/Cpp_Primer_Practice，看C++primer的時(shí)用的筆記。自己做了一些補(bǔ)充，感謝前人的總結(jié)

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OOP：概述

• 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（object-oriented programming）的核心思想是數(shù)據(jù)抽象、繼承和動(dòng)態(tài)綁定。
• 繼承（inheritance）：
  • 通過(guò)繼承聯(lián)系在一起的類構(gòu)成一種層次關(guān)系。
  • 通常在層次關(guān)系的根部有一個(gè)基類（base class）。
  • 其他類直接或者簡(jiǎn)介從基類繼承而來(lái)，這些繼承得到的類成為派生類（derived class）。
  • 基類負(fù)責(zé)定義在層次關(guān)系中所有類共同擁有的成員，而每個(gè)派生類定義各自特有的成員。
  • 對(duì)于某些函數(shù)，基類希望它的派生類個(gè)自定義適合自己的版本，此時(shí)基類就將這些函數(shù)聲明成虛函數(shù)（virtual function）。
  • 派生類必須通過(guò)使用類派生列表（class derivation list）明確指出它是從哪個(gè)基類繼承而來(lái)。形式：一個(gè)冒號(hào)，后面緊跟以逗號(hào)分隔的基類列表，每個(gè)基類前都可以有訪問(wèn)說(shuō)明符。class Bulk_quote : public Quote{};
  • 派生類必須在其內(nèi)部對(duì)所有重新定義的虛函數(shù)進(jìn)行聲明?？梢栽诤瘮?shù)之前加上virtual關(guān)鍵字，也可以不加。C++11新標(biāo)準(zhǔn)允許派生類顯式地注明它將使用哪個(gè)成員函數(shù)改寫基類的虛函數(shù)，即在函數(shù)的形參列表之后加一個(gè)override關(guān)鍵字。
• 動(dòng)態(tài)綁定（dynamic binding，又稱運(yùn)行時(shí)綁定）：
  • 使用同一段代碼可以分別處理基類和派生類的對(duì)象。
  • 函數(shù)的運(yùn)行版本由實(shí)參決定，即在運(yùn)行時(shí)選擇函數(shù)的版本。

定義基類和派生類

定義基類

• 基類通常都應(yīng)該定義一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)，即使該函數(shù)不執(zhí)行任何實(shí)際操作也是如此。
• 基類通過(guò)在其成員函數(shù)的聲明語(yǔ)句前加上關(guān)鍵字virtual使得該函數(shù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)綁定。
• 如果成員函數(shù)沒有被聲明為虛函數(shù)，則解析過(guò)程發(fā)生在編譯時(shí)而非運(yùn)行時(shí)。
• 訪問(wèn)控制：
  • protected ： 基類和和其派生類還有友元可以訪問(wèn)。
  • private ： 只有基類本身和友元可以訪問(wèn)。

定義派生類

• 派生類必須通過(guò)類派生列表（class derivation list）明確指出它是從哪個(gè)基類繼承而來(lái)。形式：冒號(hào)，后面緊跟以逗號(hào)分隔的基類列表，每個(gè)基類前面可以有一下三種訪問(wèn)說(shuō)明符的一個(gè)：public、protected、private。
• C++11新標(biāo)準(zhǔn)允許派生類顯式地注明它將使用哪個(gè)成員函數(shù)改寫基類的虛函數(shù)，即在函數(shù)的形參列表之后加一個(gè)override關(guān)鍵字。
• 派生類構(gòu)造函數(shù)：派生類必須使用基類的構(gòu)造函數(shù)去初始化它的基類部分。
• 靜態(tài)成員：如果基類定義了一個(gè)基類成員，則在整個(gè)繼承體系中只存在該成員的唯一定義。
• 派生類的聲明：聲明中不包含它的派生列表。
• C++11新標(biāo)準(zhǔn)提供了一種防止繼承的方法，在類名后面跟一個(gè)關(guān)鍵字final。

類型轉(zhuǎn)換與繼承

• 理解基類和派生類之間的類型抓換是理解C++語(yǔ)言面向?qū)ο缶幊痰年P(guān)鍵所在。
• 可以將基類的指針或引用綁定到派生類對(duì)象上。

靜態(tài)類型與動(dòng)態(tài)類型：如果基類在實(shí)參中是引用或者指針的形式，那么就可以動(dòng)態(tài)類型轉(zhuǎn)換，即基類可以被派生類表示。但如果是實(shí)參既不是引用也不是指針，則它的靜態(tài)類型和動(dòng)態(tài)類型是一致的

• 不存在從基類向派生類的隱式類型轉(zhuǎn)換。
• 派生類向基類的自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換只對(duì)指針或引用類型有效，對(duì)象之間不存在類型轉(zhuǎn)換。
• 如果將一個(gè)派生類對(duì)象賦值或拷貝給基類對(duì)象，該操作只會(huì)運(yùn)行基類成員的拷貝構(gòu)造函數(shù)或者賦值函數(shù)，而派生類中的數(shù)據(jù)會(huì)被切掉（sliced down）/當(dāng)用一個(gè)派生類對(duì)象為一個(gè)基類對(duì)象初始化或賦值時(shí)，只有該派生類對(duì)象中的基類部分會(huì)被拷貝、移動(dòng)或者賦值，它的派生類部分將會(huì)被忽略掉

存在繼承關(guān)系的類型之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則

• 從派生類向基類的類型轉(zhuǎn)換只對(duì)指針或引用類型有效
• 基類向派生類不存在隱式類型轉(zhuǎn)換
• 和任何其他成員一樣，派生類想基類的類型轉(zhuǎn)換也可能會(huì)由于訪問(wèn)受限而變得不可行

虛函數(shù)

• 使用虛函數(shù)可以執(zhí)行動(dòng)態(tài)綁定。

• OOP的核心思想是多態(tài)性（polymorphism）。

  • 引用或指針的靜態(tài)類型和動(dòng)態(tài)類型不同這一事實(shí)正是c++支持多態(tài)的根本所在

• 當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)通過(guò)指針或引用調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，才會(huì)在運(yùn)行時(shí)解析該調(diào)用，也只有在這種情況下對(duì)象的動(dòng)態(tài)類型才有可能與靜態(tài)類型不同。

• 派生類必須在其內(nèi)部對(duì)所有重新定義的虛函數(shù)進(jìn)行聲明?？梢栽诤瘮?shù)之前加上virtual關(guān)鍵字，也可以不加。

• C++11新標(biāo)準(zhǔn)允許派生類顯式地注明它將使用哪個(gè)成員函數(shù)改寫基類的虛函數(shù)，即在函數(shù)的形參列表之后加一個(gè)override關(guān)鍵字。

• 如果我們想覆蓋某個(gè)虛函數(shù)，但不小心把形參列表弄錯(cuò)了，這個(gè)時(shí)候就不會(huì)覆蓋基類中的虛函數(shù)。加上override可以明確程序員的意圖，讓編譯器幫忙確認(rèn)參數(shù)列表是否出錯(cuò)。

• 如果虛函數(shù)使用默認(rèn)實(shí)參，則基類和派生類中定義的默認(rèn)實(shí)參最好一致。

• 通常，只有成員函數(shù)（或友元）中的代碼才需要使用作用域運(yùn)算符（::）來(lái)回避虛函數(shù)的機(jī)制。

抽象基類

• 純虛函數(shù)（pure virtual）：清晰地告訴用戶當(dāng)前的函數(shù)是沒有實(shí)際意義的。純虛函數(shù)無(wú)需定義，只用在函數(shù)體的位置前書寫=0就可以將一個(gè)虛函數(shù)說(shuō)明為純虛函數(shù)。
• 含有純虛函數(shù)的類是抽象基類（abstract base class）。不能創(chuàng)建抽象基類的對(duì)象。
• 派生類構(gòu)造函數(shù)只初始化他的直接基類，也就是說(shuō)派生類如果沒有自己的數(shù)據(jù)成員也要提供一個(gè)接受基類中參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。

訪問(wèn)控制與繼承

• 受保護(hù)的成員：
  • protected說(shuō)明符可以看做是public和private中的產(chǎn)物。
  • 類似于私有成員，受保護(hù)的成員對(duì)類的用戶來(lái)說(shuō)是不可訪問(wèn)的。
  • 類似于公有成員，受保護(hù)的成員對(duì)于派生類的成員和友元來(lái)說(shuō)是可訪問(wèn)的。
  • 派生類的成員或友元只能通過(guò)派生類對(duì)象來(lái)訪問(wèn)基類的受保護(hù)成員。派生類對(duì)于一個(gè)基類對(duì)象中的受保護(hù)成員沒有任何訪問(wèn)特權(quán)。
• 派生訪問(wèn)說(shuō)明符：
  • 對(duì)于派生類的成員（及友元）能否訪問(wèn)其直接基類的成員沒什么影響。
  • 派生訪問(wèn)說(shuō)明符的目的是：控制派生類用戶對(duì)于基類成員的訪問(wèn)權(quán)限（即類的使用者的權(quán)限，如果是private，則不能通過(guò)派生類直接調(diào)用基類中的數(shù)據(jù)成員）。比如struct Priv_Drev: private Base{}意味著在派生類Priv_Drev中，從Base繼承而來(lái)的部分都是private的。
• 友元關(guān)系不能繼承。
• 改變個(gè)別成員的可訪問(wèn)性：使用using。
• 默認(rèn)情況下，使用class關(guān)鍵字定義的派生類是私有繼承的；使用struct關(guān)鍵字定義的派生類是公有繼承的。
  • 15.18：派生類公有的繼承基類的時(shí)候，用戶代碼才能使用派生類向基類轉(zhuǎn)換

繼承中的類作用域

• 每個(gè)類定義自己的作用域，在這個(gè)作用域內(nèi)我們定義類的成員。當(dāng)存在繼承關(guān)系時(shí)，派生類的作用域嵌套在其基類的作用域之內(nèi)。
• 派生類的成員將隱藏同名的基類成員。
• 除了覆蓋繼承而來(lái)的虛函數(shù)之外，派生類最好不要重用其他定義在基類中的名字。

名字查找與繼承

假設(shè)調(diào)用p->mem()或者obj.mem()，需要依次調(diào)用以下四個(gè)步驟：

• 首先確定p的靜態(tài)類型。因?yàn)槲覀冋{(diào)用的是一個(gè)成員，所以該類型必然是類類型。
• 在p的靜態(tài)類型對(duì)應(yīng)的類中查找mem。如果找不到，則依次在直接基類中不斷查找直至到達(dá)繼承鏈的頂端。如果找遍了該類及其基類仍然找不到，則編譯器將報(bào)錯(cuò)。
• 一旦找到了mem，就進(jìn)行常規(guī)的類型檢查已確認(rèn)對(duì)于當(dāng)前找到的mem，本次調(diào)用是否合法。
• 假設(shè)調(diào)用合法，則編譯器將根據(jù)調(diào)用的是否是虛函數(shù)而產(chǎn)生不同的代碼：
  • 如果mem是虛函數(shù)且我們是通過(guò)引用或指針進(jìn)行的調(diào)用，則編譯器產(chǎn)生的代碼將在運(yùn)行時(shí)確定到底運(yùn)行該虛函數(shù)的哪個(gè)版本，依據(jù)是對(duì)象的動(dòng)態(tài)類型
  • 反之，如果mem不是虛函數(shù)或者我們是通過(guò)對(duì)象（而非指針或引用）進(jìn)行的調(diào)用，則編譯器將產(chǎn)生一個(gè)常規(guī)函數(shù)調(diào)用。

構(gòu)造函數(shù)與拷貝控制

虛析構(gòu)函數(shù)

• 基類通常應(yīng)該定義一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)，這樣我們就能動(dòng)態(tài)分配繼承體系中的對(duì)象了。
• 如果基類的析構(gòu)函數(shù)不是虛函數(shù)，則delete一個(gè)指向派生類對(duì)象的基類指針將產(chǎn)生未定義的行為。
• 虛析構(gòu)函數(shù)將阻止合成移動(dòng)操作。

合成拷貝控制與繼承

• 基類或派生類的合成拷貝控制成員的行為和其他合成的構(gòu)造函數(shù)、賦值運(yùn)算符或析構(gòu)函數(shù)類似：他們對(duì)類本身的成員依次進(jìn)行初始化、賦值或銷毀的操作。
• 如果基類中的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，拷貝構(gòu)造函數(shù)、拷貝賦值函數(shù)或者析構(gòu)函數(shù)是被刪除的函數(shù)或者不可訪問(wèn)，則派生類中對(duì)應(yīng)的成員將是被刪除的
• 如果在基類中有一個(gè)不可訪問(wèn)或者刪除掉的析構(gòu)函數(shù)，則派生類中合成的默認(rèn)和拷貝構(gòu)造函數(shù)將是被刪除的，因?yàn)榫幾g器無(wú)法銷毀派生類對(duì)象的基類部分
• 如果派生類確實(shí)需要移動(dòng)操作，需要在基類中定義移動(dòng)操作。只要有移動(dòng)操作就必須有顯式的拷貝操作

派生類的拷貝控制成員

• 當(dāng)派生類定義了拷貝或移動(dòng)操作時(shí)，該操作負(fù)責(zé)拷貝或移動(dòng)包括基類部分成員在內(nèi)的整個(gè)對(duì)象。
• 派生類析構(gòu)函數(shù)：派生類析構(gòu)函數(shù)先執(zhí)行，然后執(zhí)行基類的析構(gòu)函數(shù)。

繼承的構(gòu)造函數(shù)

• C++11新標(biāo)準(zhǔn)中，派生類可以重用其直接基類定義的構(gòu)造函數(shù)。
• 如using Disc_quote::Disc_quote;，注明了要繼承Disc_quote的構(gòu)造函數(shù)。

容器與繼承

• 當(dāng)我們使用容器存放繼承體系中的對(duì)象時(shí)，通常必須采用間接存儲(chǔ)的方式。
• 派生類對(duì)象直接賦值給積累對(duì)象，其中的派生類部分會(huì)被切掉。
• 在容器中放置（智能）指針而非對(duì)象。
• 對(duì)于C++面向?qū)ο蟮木幊虂?lái)說(shuō)，一個(gè)悖論是我們無(wú)法直接使用對(duì)象進(jìn)行面向?qū)ο缶幊?。相反，我們必須使用指針和引用。因?yàn)橹羔槙?huì)增加程序的復(fù)雜性，所以經(jīng)常定義一些輔助的類來(lái)處理這些復(fù)雜的情況。

文本查詢程序再探

• 使系統(tǒng)支持：?jiǎn)卧~查詢、邏輯非查詢、邏輯或查詢、邏輯與查詢。

面向?qū)ο蟮慕鉀Q方案

• 將幾種不同的查詢建模成相互獨(dú)立的類，這些類共享一個(gè)公共基類：
  • WordQuery
  • NotQuery
  • OrQuery
  • AndQuery
• 這些類包含兩個(gè)操作：
  • eval：接受一個(gè)TextQuery對(duì)象并返回一個(gè)QueryResult。
  • rep：返回基礎(chǔ)查詢的string表示形式。
• 繼承和組合：
  • 當(dāng)我們令一個(gè)類公有地繼承另一個(gè)類時(shí)，派生類應(yīng)當(dāng)反映與基類的“是一種（Is A）”的關(guān)系。
  • 類型之間另一種常見的關(guān)系是“有一個(gè)（Has A）”的關(guān)系。
• 對(duì)于面向?qū)ο缶幊痰男率謥?lái)說(shuō)，想要理解一個(gè)程序，最困難的部分往往是理解程序的設(shè)計(jì)思路。一旦掌握了設(shè)計(jì)思路，接下來(lái)的實(shí)現(xiàn)也就水到渠成了。

Query程序設(shè)計(jì):