C語言實現(xiàn)C++繼承和多態(tài)的代碼分享

這個問題主要考察的是C和C++的區(qū)別，以及C++中繼承和多態(tài)的概念。

C和C++的區(qū)別

C語言是面向過程的語言，而C++是面向?qū)ο蟮倪^程。

什么是面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程？

面向過程就是分析解決問題的步驟，然后用函數(shù)把這些步驟一步一步的進行實現(xiàn)，在使用的時候進行一一調(diào)用就行了，注重的是對于過程的分析。面向?qū)ο髣t是把構(gòu)成問題的事進行分成各個對象，建立對象的目的也不僅僅是完成這一個個步驟，而是描述各個問題在解決的過程中所發(fā)生的行為。

面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程的區(qū)別？

面向過程的設(shè)計方法采用函數(shù)來描述數(shù)據(jù)的操作，但將函數(shù)與操作的數(shù)據(jù)進行分離開來。

面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法是將對象和數(shù)據(jù)進行封裝起來成為一個整體。

面向過程以設(shè)計步驟為過程，后期難以維護。

面向?qū)ο笤O(shè)計以數(shù)據(jù)為中心，數(shù)據(jù)相對與功能來說具有較強的穩(wěn)定性更加易于維護。

面向?qū)ο蟮娜筇卣?

封裝：

對于封裝來說就是數(shù)據(jù)與具體操作實現(xiàn)的代碼都放在某個對象的內(nèi)部，使這些代碼的具體細節(jié)不被外界發(fā)現(xiàn)，只留下一些接口供外部來使用，而不能一任何的形式來對象內(nèi)部的實現(xiàn)。使用封裝能夠隱藏具體的實現(xiàn)的細節(jié)，使代碼更加易于維護并且保證了系統(tǒng)的安全性。

繼承：

繼承機制是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計使代碼進行復(fù)用的最重要的手段，他允許程序員在保證類原有類特性的基礎(chǔ)上進行擴展來增加功能。這樣新產(chǎn)生的類就被稱為派生類，繼承就可以表現(xiàn)面向?qū)ο髾C制的的層次結(jié)構(gòu)。

多態(tài)：

多態(tài)簡單點說就是“一個接口，多種實現(xiàn)”，就是同一種事物表現(xiàn)出的多種形態(tài)。多態(tài)在面向?qū)ο笳Z言中是指：接口多種的不同實現(xiàn)方式。也就是復(fù)用相同接口，實現(xiàn)不同操作。

C++多態(tài)支持兩種多態(tài)性，編譯時多態(tài)和運行時多態(tài)。 編譯時多態(tài)是通過重載函數(shù)來實現(xiàn)的，運行時多態(tài)是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的。 靜態(tài)多態(tài)：編譯器在編譯期間完成，編譯器根據(jù)函數(shù)實參的類型（可能會隱式類型轉(zhuǎn)換），可推斷出要調(diào)用哪個函數(shù)，如果有對應(yīng)的函數(shù)就調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，否則就報一個編譯錯誤。動態(tài)多態(tài)：在函數(shù)執(zhí)行期間（非編譯期）判斷所引用對象的實際類型，根據(jù)實際類型的調(diào)用相應(yīng)的方法。使用virtual關(guān)鍵字修飾類的成員函數(shù)，指明該函數(shù)為虛函數(shù)，派生類需要重新實現(xiàn)，編譯器將實現(xiàn)動態(tài)綁定。

動態(tài)多態(tài)實現(xiàn)的條件： 1>、使用場景：父類的指針或者引用指向父類或者子類的對象（由賦值兼容規(guī)則決定）； 2>、實現(xiàn)多態(tài)的兩個條件：虛函數(shù)的重寫；父類的指針或者引用調(diào)用重寫的虛函數(shù)。 3>、若父類中的成員函數(shù)加上virtual關(guān)鍵字，則子類中重寫的該函數(shù)默認virtual，可以不指定，但是一般加上； 重寫：子類重寫父類的虛函數(shù)，要求函數(shù)名稱，函數(shù)參數(shù)，返回值完全一樣（協(xié)變除外）；

總的來說：封裝可以隱藏實現(xiàn)細節(jié)包括包含私有成員，使得代碼模塊增加安全指數(shù)；繼承可以擴展已存在的模塊，為了增加代碼的復(fù)用性；多態(tài)則是為了保證類在繼承和派生的時候，類的實例被正確調(diào)用，實現(xiàn)了接口的重用

C模擬實現(xiàn)多態(tài)

C++中的多態(tài)

我們知道的是在C++中會維護一張?zhí)摵瘮?shù)表，根據(jù)賦值兼容規(guī)則，我們知道父類的指針或者引用是可以指向子類對象的。如果一個父類的指針或者引用調(diào)用父類的虛函數(shù)則該父類的指針會在自己的虛函數(shù)表中查找自己的函數(shù)地址，如果該父類對象的指針或者引用指向的是子類的對象，而且該子類已經(jīng)重寫了父類的虛函數(shù)，則該指針會調(diào)用子類的已經(jīng)重寫的虛函數(shù)。
//c++中的多態(tài)

class A
{
public:
  virtual void fun()//虛函數(shù)實現(xiàn)
  {
    cout << "Base A::fun() " << endl;
  }
};

class B:public A
{
public:
  virtual void fun()//虛函數(shù)實現(xiàn),子類中virtual關(guān)鍵字可以沒有
  {
    cout << "Derived B::fun() " << endl;
  }
};

void Test1()
{
  A a;//基類對象
  B b;//派生類對象

  A* pa = &a;//父類指針指向父類對象
  pa->fun();//調(diào)用父類的函數(shù)

  pa = &b; //父類指針指向子類對象，多態(tài)實現(xiàn)
  pa->fun();//調(diào)用派生類同名函數(shù)
}

C語言實現(xiàn)多態(tài)

我們知道在C語言中是沒有class類這個概念的，但是有struct結(jié)構(gòu)體，我們可以考慮使用struct來模擬；但是在C語言的結(jié)構(gòu)體內(nèi)部是沒有成員函數(shù)的，如果實現(xiàn)這個父結(jié)構(gòu)體和子結(jié)構(gòu)體共有的函數(shù)呢？我們可以考慮使用函數(shù)指針來模擬。但是這樣處理存在一個缺陷就是：父子各自的函數(shù)指針之間指向的不是類似C++中維護的虛函數(shù)表而是一塊物理內(nèi)存，如果模擬的函數(shù)過多的話就會不容易維護了。

//C實現(xiàn)動態(tài)，用到函數(shù)指針

typedef void(*FUN)();//重定義一個函數(shù)指針類型

//父類
struct Base 
{
  FUN _f;
};

//子類
struct Derived
{
  Base _b;//在子類中定義一個基類的對象即可實現(xiàn)對父類的繼承
};


void FunB()
{
  printf("%s\n", "Base::fun()");
}
void FunD()
{
  printf("%s\n", "Derived::fun()");
}

void Test2()
{
  Base b;//父類對象
  Derived d;//子類對象

  b._f = FunB;//父類對象調(diào)用父類同名函數(shù)
  d._b._f = FunD;//子類調(diào)用子類的同名函數(shù)

  Base *pb = &b;//父類指針指向父類對象
  pb->_f();

  pb = (Base *)&d;//讓父類指針指向子類的對象,由于類型不匹配所以要進行強轉(zhuǎn)
  pb->_f();

}