C++--C++對象模型分析、c++中的抽象類和接口

一.C++對象模型分析

A.class是一種特殊的struct
1.在內存中class依舊可以看作變量的合集
2.在class域struct遵循相同的內存對齊規則
3.class中的成員函數與成員變量是分開存放的--每個對象有獨立的成員變量，所有對象共享類中的成員函數
Q:class與struct的內存占用情況？

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;
public:
    void print()
    {
        cout << "i = " << i << ", "
             << "j = " << j << ", "
             << "c = " << c << ", "
             << "d = " << d << endl;
    }
};

struct B
{
    int i;
    int j;
    char c;
    double d;
};

int main()
{
    A a;

    cout << "sizeof(A) = " << sizeof(A) << endl;    
    cout << "sizeof(a) = " << sizeof(a) << endl;
    cout << "sizeof(B) = " << sizeof(B) << endl;    

    return 0;
}

運行時的對象退化為結構體的形式
1.所有成員變量在內存中依次排布
2.成員變量間可能存在內存間隙
3.可以通過內存地址直接訪問成員變量
4.訪問權限關鍵字運行時失效
5.類的成員函數位于代碼段中
6.調用成員函數時對象地址作為參數隱式傳遞
7.成員函數通過對象地址訪問成員變量
8.C++語法規則隱藏了對象地址的傳遞過程

二,C++中的抽象類和接口

A.面向對象的抽象概念
在進行面向對象分析時，會發現一些抽象的概念
Q:圖形的面積如何計算？

我們知道，在現實中需要知道具體的圖形類型才能求面積，所以對概念上的“圖形”求面積是沒有意義的
B.面對對象的抽象類
1.可用于現實世界中的抽象概念
2.是一種只能定義類型，而不能產生對象的類
3.只能被繼承并重寫相關函數
4.直接特征是相關函數沒有完整的實現
因此，在程序中必須能夠反映抽象的圖形，程序中通過抽象類表示圖形的概念，抽象類不能創建對象，只能用于繼承，而在C++語言中沒有抽象類的概念，C++中通過純虛函數實現抽象類，純虛函數是指只定義原型的成員函數，一個C++類中存在純虛函數就成為了抽象類。
純虛函數的語法規則

代碼示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Shape
{
public:
    virtual double area() = 0;//純虛函數的實現
};

class Rect : public Shape  //矩形面積的計算
{
    int ma;
    int mb;
public:
    Rect(int a, int b)
    {
        ma = a;
        mb = b;
    }
    double area()
    {
        return ma * mb;
    }
};

class Circle : public Shape //圓的面積計算
{
    int mr;
public:
    Circle(int r)
    {
        mr = r;
    }
    double area()
    {
        return 3.14 * mr * mr;
    }
};

void area(Shape* p)
{
    double r = p->area();

    cout << "r = " << r << endl;
}

int main()
{
    Rect rect(1, 2);
    Circle circle(10);

    area(&rect);
    area(&circle);

    return 0;
}

運行結果

從示例代碼以及運行結果可以看出，純虛函數實現了我們所需的效果，同時可以總結出：抽象類只能用作父類被繼承，子類必須實現純虛函數的具體功能，純虛函數被實現后稱為虛函數，如果沒有子類沒有實現純虛函數，則子類稱為抽象類
B.接口的概念
1.類中沒有定義任何的成員變量
2.所有的成員函數都是公有的
3.所有的成員函數都是純虛函數
4.接口是一種特殊的抽象類
代碼示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Channel
{
public://定義的接口
    virtual bool open() = 0;
    virtual void close() = 0;
    virtual bool send(char* buf, int len) = 0;
    virtual int receive(char* buf, int len) = 0;
};

int main()
{
    return 0;
}

小結
1.抽象類由于描述現實世界中的抽象概念
2.抽象類只能被繼承不能創建對象
3.C++中沒有抽象類的概念
4.C++中通過純虛函數實現抽象類
5.類中只存在純虛函數的時成為接口
6.接口是一種 特殊的抽象類