C++多態的示例詳解
今天就以三個案例來把C++多態的內容結束。第一個案例就是用多態寫一個計算器並實現簡單的加減乘除操作；第二個案例就是一個飲品制作，主要就是抽象類重寫方法；第三個是比較綜合的電腦組裝案例，正文會詳細介紹；那麼就開始上手操作吧！
案例一：計算器
案例要求
使用多態實現計算器的加減乘除操作
代碼實現
class AbstractCalculator
{
public:
//純虛函數，用來得到計算結果
virtual void getResult() = 0;
float num1, num2;
};
//加法類
class Add :public AbstractCalculator
{
public:
void getResult()
{
cout << num1 << "+" << num2 << "=" << num1 + num2 << endl;
}
};
//減法類
class Sub :public AbstractCalculator
{
public:
void getResult()
{
cout << num1 << "-" << num2 << "=" << num1 - num2 << endl;
}
};
//乘法類
class Mul :public AbstractCalculator
{
public:
void getResult()
{
cout << num1 << "*" << num2 << "=" << num1 * num2 << endl;
}
};
//除法類
class Des :public AbstractCalculator
{
public:
void getResult()
{
cout << num1 << "/" << num2 << "=" << num1 / num2 << endl;
}
};
void main()
{
//1、加法
AbstractCalculator *abc = new Add();
abc->num1 = 2.1;
abc->num2 = 3.9;
abc->getResult();
delete abc;
//2、減法
abc = new Sub();
abc->num1 = 3.9;
abc->num2 = 2.1;
abc->getResult();
delete abc;
//3、乘法
abc = new Mul();
abc->num1 = 4.2;
abc->num2 = 2;
abc->getResult();
delete abc;
//4、除法
abc = new Des();
abc->num1 = 8.8;
abc->num2 = 2;
abc->getResult();
delete abc;
}
代碼解釋
首先創建AbstractCalculator類作為基類，設置兩個浮點型屬性用來做基本運算，並含有純虛函數getResult。我們知道還有純虛函數的類被稱為抽象類，特點是無法實例化，非抽象子類必須重寫抽象類的所有純虛函數，因此基本運算的類都要重寫getResult方法。接下來寫瞭加減乘除四個派生類繼承該抽象類，分別給派生類的getResult進行重寫，得到不同的計算結果。主函數中利用父類指針來創建子類對象，給兩個操作數賦值後調用getResult方法，然後利用delete刪除指針。註意刪除指針隻是刪除瞭那一塊地址，該指針的類型是不變的，還可以多次利用，指向不同的子類對象。
運行效果
案例二：制作飲品
案例要求
給出制作飲品的過程為四步：把水煮開、沖泡、倒入杯中、加入佐料。
利用多態寫出兩個飲品的制作過程
代碼實現
#include<iostream>
using namespace std;
//使用多態制作奶茶
class AbstractDrink
{
public:
//制作開水
virtual void boiledWater() = 0;
//沖泡
virtual void brew() = 0;
//倒入杯中
virtual void inCup() = 0;
//加入佐料
virtual void pour() = 0;
void makeDrink()
{
this->boiledWater();
this->brew();
this->inCup();
this->pour();
}
};
//制作咖啡
class Coffee :public AbstractDrink
{
public:
//煮水
virtual void boiledWater()
{
cout << "先把水煮開" << endl;
}
//沖泡
virtual void brew()
{
cout << "開始沖泡咖啡" << endl;
}
//倒入杯中
virtual void inCup()
{
cout << "全部倒入杯中" << endl;
}
//加入輔料
virtual void pour()
{
cout << "加入糖和牛奶" << endl;
cout << "牛奶咖啡制作完成" << endl;
}
};
//制作茶水
class Tea :public AbstractDrink
{
public:
//煮水
virtual void boiledWater()
{
cout << "先把水煮開" << endl;
}
//沖泡
virtual void brew()
{
cout << "開始沖泡茶葉" << endl;
}
//倒入杯中
virtual void inCup()
{
cout << "全部倒入杯中" << endl;
}
//加入輔料
virtual void pour()
{
cout << "加入枸杞" << endl;
cout << "茶水制作完成" << endl;
}
};
//制作函數
void DoWork(AbstractDrink* abs)//父類指針指向子類對象AbstractDrinking* abs = new Coffee;
{
abs->makeDrink();
delete abs;//手動釋放
//堆區的數據被銷毀瞭但是指針的類型沒變,可以多次利用
}
void test()
{
DoWork(new Coffee);
cout << "---------------------" << endl;
DoWork(new Tea);
}
void main()
{
test();
}
代碼解釋
這個案例就是直接給一個類中加四個純虛函數，然後再加一個makeDrink方法來調用全部函數。子類中需要重寫四個純虛函數，制作咖啡和茶的類步驟基本一樣。在DoWork函數的形參列表，使用父類的指針，那麼在test函數調用DoWork函數就可以直接new子類對象，這樣也是父類指針指向子類對象，然後調用makeDrink方法後，用delete刪除堆區父類指針，以免內存泄漏。
運行效果
案例三：電腦組裝
案例要求
電腦主要組成部件為 CPU（用於計算），顯卡（用於顯示），內存條（用於存儲）
將每個零件封裝出抽象基類，並且提供不同的廠商生產不同的零件，例如Intel廠商和Lenovo廠商
創建電腦類提供讓電腦工作的函數，並且調用每個零件工作的接口
測試時組裝三臺不同的電腦進行工作
代碼實現
class CPU
{
public:
virtual void calculate() = 0;
};
class VideoCard
{
public:
virtual void display() = 0;
};
class Storage
{
public:
virtual void storage() = 0;
};
class Computer
{
public:
Computer(CPU* cpu, VideoCard* vc, Storage* sto)
{
m_cpu = cpu;
m_vc = vc;
m_sto = sto;
}
//提供一個工作的函數
void work()
{
m_cpu->calculate();
m_vc->display();
m_sto->storage();
}
//提供析構函數釋放3個電腦零件
~Computer()
{
//釋放CPU零件
if (m_cpu != NULL)
{
delete m_cpu;
m_cpu = NULL;
}
//釋放顯卡零件
if (m_vc != NULL)
{
delete m_vc;
m_vc = NULL;
}
//釋放內存條零件指針
if (m_sto != NULL)
{
delete m_sto;
m_sto = NULL;
}
}
private:
CPU* m_cpu;//CPU零件指針
VideoCard* m_vc;//顯卡零件指針
Storage* m_sto;//內存條零件指針
};
//Intel
class IntelCPU :public CPU
{
public:
virtual void calculate()
{
cout << "Intel的CPU開始計算瞭" << endl;
}
};
class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:
virtual void display()
{
cout << "Intel的顯卡開始顯示瞭" << endl;
}
};
class IntelMemory :public Storage
{
public:
virtual void storage()
{
cout << "Intel的內存條開始存儲瞭" << endl;
}
};
//Lenovo
class LenovoCPU :public CPU
{
public:
virtual void calculate()
{
cout << "Lenovo的CPU開始計算瞭" << endl;
}
};
class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:
virtual void display()
{
cout << "Lenovo的顯卡開始顯示瞭" << endl;
}
};
class LenovoMemory :public Storage
{
public:
virtual void storage()
{
cout << "Lenovo的內存條開始存儲瞭" << endl;
}
};
//組裝電腦
void test01()
{
//創建第一臺電腦
Computer* c1 = new Computer(new IntelCPU,new IntelVideoCard, new IntelMemory);
c1->work();
delete c1;
cout << "***********************" << endl;
//組裝第二臺電腦
Computer* c2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);
c2->work();
delete c2;
cout << "***********************" << endl;
//組裝第三臺電腦
Computer* c3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);
c3->work();
delete c3;
}
void main()
{
test01();
system("pause");
}
代碼解釋
首先把CPU，顯卡，內存條做成基類並各自添加純虛函數，強制派生類進行重寫。
然後創建Computer類，封裝三個零件類的指針，在電腦類的有參構造中傳入三個零件的指針並賦值，提供work函數調用各個零件的功能函數。在程序結束之前編譯器會自動調用析構，所以我提供一個電腦類的析構函數，釋放掉三個零件的指針。
接下來提供兩個品牌，有Intel和Lenovo兩個品牌的三種零件。對每個品牌的三個零件類進行繼承並重寫功能函數，提示具體品牌的零件做瞭什麼具體的功能。
最後創建三個電腦，將零件進行組裝，可以全部都是Intel也可以都是Lenovo也可以混合著組裝。利用new開辟電腦類，直接使用有參構造，將new出來的零件類傳給對應的父類指針，完成多態的使用。電腦類創建完畢後調用work函數使電腦運行，隨後就將堆區指針刪除，防止內存泄露。
運行效果
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