C++笔记之基类指针动态地指向某一个子类情况列举

news2024/12/22 23:28:44

C++笔记之基类指针动态地指向某一个子类情况列举

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文章目录

  • C++笔记之基类指针动态地指向某一个子类情况列举
    • 1.基本的多态示例
    • 2.基类中的成员函数可以设置为纯虚函数
    • 3.将基本示例修改为使用智能指针并在堆上实例化子类
    • 4.父类指针指向基类后，可以去调用只有子类才有的成员函数吗？
    • 5.子类和基类的构造函数之间的关系
    • 6.若子类和基类的构造函数不同情况一(没有用虚函数)
    • 7.若子类和基类的构造函数不同情况二(没有用虚函数)
    • 8.若子类和基类的构造函数不同情况三(修改情况二的代码为堆上实例化，使用虚函数)
    • 9.C++中的构造函数（constructor）不能被声明为虚函数。
    • 10.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况一
    • 11.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况二，使用智能指针
    • 12.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况三，在switch前就在堆上实例化
    • 13.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况三，在switch前就在堆上实例化，使用智能指针和std::move

1.基本的多态示例

在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void display() {
        std::cout << "This is the Base class." << std::endl;
    }
};

class Derived1 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived1." << std::endl;
    }
};

class Derived2 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived2." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base* ptr;

    Derived1 derived1;
    Derived2 derived2;

    ptr = &derived1;
    ptr->display(); // 输出：This is Derived1.

    ptr = &derived2;
    ptr->display(); // 输出：This is Derived2.

    return 0;
}

2.基类中的成员函数可以设置为纯虚函数

在这里插入图片描述

3.将基本示例修改为使用智能指针并在堆上实例化子类

在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>
#include <memory>

class Base {
public:
    virtual void display() {
        std::cout << "This is the Base class." << std::endl;
    }
    virtual ~Base() {} // Virtual destructor to ensure proper cleanup
};

class Derived1 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived1." << std::endl;
    }
};

class Derived2 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived2." << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::unique_ptr<Base> ptr;

    ptr = std::make_unique<Derived1>();
    ptr->display(); // 输出：This is Derived1.

    ptr = std::make_unique<Derived2>();
    ptr->display(); // 输出：This is Derived2.

    return 0;
}

4.父类指针指向基类后，可以去调用只有子类才有的成员函数吗？

在这里插入图片描述

5.子类和基类的构造函数之间的关系

在这里插入图片描述

6.若子类和基类的构造函数不同情况一(没有用虚函数)

在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>

class Base {
private:
    int baseValue;

public:
    Base(int value) : baseValue(value) {
        std::cout << "Base constructor with value: " << baseValue << std::endl;
    }

    void display() {
        std::cout << "Base value: " << baseValue << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
private:
    int derivedValue;

public:
    // 子类构造函数调用基类构造函数，然后初始化子类成员
    Derived(int baseVal, int derivedVal) : Base(baseVal), derivedValue(derivedVal) {
        std::cout << "Derived constructor with values: " << baseVal << ", " << derivedVal << std::endl;
    }

    void display() {
        Base::display(); // 调用基类的 display 函数
        std::cout << "Derived value: " << derivedValue << std::endl;
    }
};

int main() {
    Derived derived(10, 20);

    derived.display();

    return 0;
}

7.若子类和基类的构造函数不同情况二(没有用虚函数)

在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>

class Base {
private:
    int baseValue;

public:
    Base() : baseValue(0) {
        std::cout << "Base default constructor" << std::endl;
    }

    void display() {
        std::cout << "Base value: " << baseValue << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
private:
    int derivedValue;

public:
    // 子类构造函数有参数，调用基类默认构造函数，然后初始化子类成员
    Derived(int derivedVal) : Base(), derivedValue(derivedVal) {
        std::cout << "Derived constructor with value: " << derivedVal << std::endl;
    }

    void display() {
        Base::display(); // 调用基类的 display 函数
        std::cout << "Derived value: " << derivedValue << std::endl;
    }
};

int main() {
    Derived derived(20);

    derived.display();

    return 0;
}

8.若子类和基类的构造函数不同情况三(修改情况二的代码为堆上实例化，使用虚函数)

在这里插入图片描述

运行
在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>

class Base {
private:
    int baseValue;

public:
    Base() : baseValue(0) {
        std::cout << "Base default constructor" << std::endl;
    }

    virtual ~Base() {
        std::cout << "Base destructor" << std::endl;
    }

    virtual void display() {
        std::cout << "Base value: " << baseValue << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
private:
    int derivedValue;

public:
    // 子类构造函数有参数，调用基类默认构造函数，然后初始化子类成员
    Derived(int derivedVal) : Base(), derivedValue(derivedVal) {
        std::cout << "Derived constructor with value: " << derivedVal << std::endl;
    }

    ~Derived() {
        std::cout << "Derived destructor" << std::endl;
    }

    void display() {
        Base::display(); // 调用基类的 display 函数
        std::cout << "Derived value: " << derivedValue << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base* ptr = new Derived(20);

    ptr->display();

    delete ptr;

    return 0;
}

9.C++中的构造函数（constructor）不能被声明为虚函数。

10.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况一

在这里插入图片描述

运行
在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void display() {
        std::cout << "This is the Base class." << std::endl;
    }
};

class Derived1 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived1." << std::endl;
    }
};

class Derived2 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived2." << std::endl;
    }
};

int main() {
    int choice;
    Base* ptr = nullptr;

    std::cout << "Enter your choice (1 for Derived1, 2 for Derived2): ";
    std::cin >> choice;

    switch (choice) {
        case 1:
            ptr = new Derived1;
            break;
        case 2:
            ptr = new Derived2;
            break;
        default:
            std::cout << "Invalid choice." << std::endl;
            return 1;
    }

    if (ptr) {
        ptr->display();
        delete ptr;
    }

    return 0;
}

11.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况二，使用智能指针

在这里插入图片描述

运行
在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>
#include <memory> // 包含智能指针所需的头文件

class Base {
  public:
    virtual void display() {
        std::cout << "This is the Base class." << std::endl;
    }
};

class Derived1 : public Base {
  public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived1." << std::endl;
    }
};

class Derived2 : public Base {
  public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived2." << std::endl;
    }
};

int main() {
    int choice;

    std::cout << "Enter your choice (1 for Derived1, 2 for Derived2): ";
    std::cin >> choice;

    std::unique_ptr<Base> ptr; // 使用 std::unique_ptr 来替代原始指针

    switch (choice) {
    case 1:
        ptr = std::make_unique<Derived1>(); // 使用 std::make_unique 创建实例
        break;
    case 2:
        ptr = std::make_unique<Derived2>(); // 使用 std::make_unique 创建实例
        break;
    default:
        std::cout << "Invalid choice." << std::endl;
        return 1;
    }

    ptr->display();

    // 不再需要手动删除，unique_ptr 会在作用域结束时自动释放内存

    return 0;
}

12.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况三，在switch前就在堆上实例化

在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>

class Base {
public:
    virtual void display() {
        std::cout << "This is the Base class." << std::endl;
    }
};

class Derived1 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived1." << std::endl;
    }
};

class Derived2 : public Base {
public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived2." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Derived1* derived1 = new Derived1();
    Derived2* derived2 = new Derived2();

    int choice;

    std::cout << "Enter your choice (1 for Derived1, 2 for Derived2): ";
    std::cin >> choice;

    Base* ptr = nullptr;

    switch (choice) {
        case 1:
            ptr = derived1;
            break;
        case 2:
            ptr = derived2;
            break;
        default:
            std::cout << "Invalid choice." << std::endl;
            delete derived1;
            delete derived2;
            return 1;
    }

    ptr->display();

    delete derived1;
    delete derived2;

    return 0;
}

13.C++中基类指针动态地指向某一个子类(结合switch使用)情况三，在switch前就在堆上实例化，使用智能指针和std::move

在这里插入图片描述

运行
在这里插入图片描述

代码

#include <iostream>
#include <memory> // 包含智能指针所需的头文件

class Base {
  public:
    virtual void display() {
        std::cout << "This is the Base class." << std::endl;
    }
};

class Derived1 : public Base {
  public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived1." << std::endl;
    }
};

class Derived2 : public Base {
  public:
    void display() override {
        std::cout << "This is Derived2." << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::unique_ptr<Derived1> derived1 = std::make_unique<Derived1>();
    std::unique_ptr<Derived2> derived2 = std::make_unique<Derived2>();

    int choice;

    std::cout << "Enter your choice (1 for Derived1, 2 for Derived2): ";
    std::cin >> choice;

    std::unique_ptr<Base> ptr;

    switch (choice) {
    case 1:
        ptr = std::move(derived1); // 使用 std::move 进行所有权转移
        break;
    case 2:
        ptr = std::move(derived2); // 使用 std::move 进行所有权转移
        break;
    default:
        std::cout << "Invalid choice." << std::endl;
        return 1;
    }

    ptr->display();

    return 0; // 在作用域结束时，智能指针会自动释放内存
}

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