Linux嵌入式开发学习 c++:day5

  【私有继承】

基类的public成员和protected成员被继承后作为派生类的私有成员。

默认的继承是私有继承。

为了保证基类的部分外部接口特征能够在派生类中也存在，就必须在派生类中国重新定义同名的成员函数（重载）。

【保护继承】

基类的public和protected成员都以保护成员的身份出现在派生类中。

保护级别的成员，除了自己的类内可以访问以外，其派生类也可以访问。

【多态】

首先来看面向对象（OOP）的三大特征：

封装wrap：实现细节隐藏，使得代码模块化。把成员数据和成员函数封装起来，通过公共的成员接口进行成员数据的操作。

继承inheritance：扩展已存在的代码，目的是为了代码重用

多态polymorphism：目的是为了接口重用。也就是说，不论传递过来的究竟是哪个类的对象，函数都能够通过同一个接口调用到适应各自对象的实现方法。

多态（Polymorphism）按字面的意思就是“多种状态”，简单地概括为“一个接口，多种方法”，程序在运行时才决定调用的函数，是面向对象编程领域的核心概念。

多态性是将接口与实现进行分离；用形象的语言来解释就是实现以共同的方法，但因个体差异，而采用不同的策略。

【如何实现多态？】

多态是通过虚函数来实现的。

在继承中，如果基类和派生类定义了同名的成员函数，当用基类的指针（或引用）指向公有派生类的对象时，我们希望可以访问派生类的成员函数，但是却只能访问从基类继承来的成员函数，不能直接访问派生类中的成员函数。

解决办法：

    1）将基类指针（引用）显示类型转换成派生类指针（引用）来实现

    2）通过虚函数来实现（常用）

    

【虚函数和多态】

虚函数（virtual function）

有时候，希望派生类和基类有相同的方法，但是行为却有所不同，这就是多态。这里就引入了虚函数的概念。

简单地说，用virtual修饰的成员函数，就是虚函数。虚函数的作用就是实现多态性（Polymorphism）。

    虚函数的格式：

        virtual  返回值类型  函数名  （参数表）{}

虚函数的限制如下：

A、非类的成员函数不能定义为虚函数

B、类的静态成员函数不能定义为虚函数

C、构造函数不能定义为虚函数，但可以将析构函数定义为虚函数

D、只需要在声明函数的类体中使用关键字“virtual”将函数声明为虚函数，而定义函数时不需要使用关键字“virtual”。

E、虚函数具有传递性，当将基类中的某一成员函数声明为虚函数后，派生类中的同名函数（函数名相同、参数列表完全一致、返回值类型相关）自动成为虚函数。

【多态的条件】

1.要有继承

2.派生类中要有函数的覆盖

3.基类被覆盖的函数要声明为虚函数

4.基类引用/指针 要指向派生类对象

【抽象类】

有纯虚函数 -> 抽象类 -> 无法实例化

可以实例化 -> 不是抽象类 -> 无纯虚函数

如果基类只表达一些抽象的概念，并不与具体的对象相联系，但它又必须为它的派生类提供一个公共的框架，就需要用到抽象类。

可以将基类中的虚函数定义成纯虚函数，纯虚函数是一种没有具体实现的特殊的虚函数。

虚函数的语法格式如下：

virtual   返回值类型   函数名(参数列表) = 0;

抽象类至少有一个纯虚函数。

【抽象类性质】

抽象类只能作为基类来派生新类，不能对其进行实例化。

抽象类不能用做参数类型、函数返回值类型、显式转换类型。

从抽象类派生的类必须提供纯虚函数的实现，否则此派生类中仍然将它声明为纯虚函数，那么该派生类也是抽象类。

抽象类同样支持多态。

【容器类型】

容器用来存储数据的集合，数据可以是用户自定义类型，也可以是预定义类型。

C++中有两种类型的容器：顺序容器和关联容器。

容器类自动申请和释放内存，无需new和delete操作。

【顺序容器】

是一种各元素之间有顺序关系的线性表，是一种线性结构的可序群集。

顺序性容器中的每个元素均有固定的位置，除非用删除或者插入的操作改变这个位置。

顺序容器的元素排列次序与元素值无关，而是由元素添加到容器的次序决定。

顺序容器包括：vector（向量）、list（列表）、deque（队列）

【顺序容器vector（向量）】

使用需要导入头文件#include

vector和数组类似，能高效地进行随机存取，是最常用的一种顺序容器。

vector定义与初始化如下：

   vector vec1;  //空的向量对象

    vector vec2(5); //包含5个0的元素

    //以vec2作为数据来源拷贝构造

    vector vec3(vec2);

    vector vec4(5,123); //包含5个123元素

【顺序容器list（列表）】

使用需要导入头文件#include

list由双向链表实现，内存空间不是连续的，因此只能通过指针访问数据，能高效的进行插入和删除操作。

list定义和初始化如下：

    //一个内容为空的列表

    list vec1;

    //5个空字符串的元素

    list vec2(5);

    //初始内容是5个“Jerry”元素

    list vec3(5,"Jerry");

    //拷贝构造函数

    list lis(vec3);

list只能只用指针来进行读写操作，因此非常依赖于迭代器。常用函数如下：

empty()                判断是否为空，同vector

push_back(“bye”);         //末尾追加元素“bye”，同vector

push_front("hi");             //开头追加元素"hi“

list1.insert(--list1.end(), “ok”);    //在倒数第二的位置插入数据

list1.pop_back();             //删除最后的元素，同vector

list1.pop_front();            //删除最开始的元素

list1.erase(++list1.begin());        //删除第二个元素

list1.front()            //第一个元素的引用

list1.back()            //最后一个元素的引用

list1.sort();            //排序

list1.clear();             //清空    

list1.size();            //获取大小

迭代器指针可调用advance(迭代器对象，向后移动数)的方式获取固定位置的指针

【顺序容器 deque（队列）】

基本等同于vector，但是支持从开始端操作。

使用时需要导入头文件#include

优点在于兼顾vector和list，算是一种比较均衡的顺序容器。

【顺序容器对比】

如果追求高效的随机存取，不在乎插入和删除的效率，使用vector

如果需要大量的插入和删除操作，不在乎随机存取的效率，使用list

如果想在上述两者之间取一个均衡的性能，或重点使用两端存取，使用deque

随机存取：没有固定位置的存取数据

两端存取：仅仅在首尾两端进行存取

【关联容器】

各元素没有严格的物理上的顺序关系，即元素在容器中没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。

但是在内部仍然有排序特点，因此可以使用迭代器进行遍历等。

常见关联容器：map（键值对映射）、multimap（多重键值对映射）等。

以键值对的形式存在（key/value）

map与multimap的区别仅仅在于允许一个键对应一个/多个值，map更为常用。

使用需要包含头文件#include

键（key）有唯一性，元素默认按照键进行升序排列

通常使用具体的键来获得对应的值。

【迭代器】

容器的遍历通常都是使用迭代器进行的，C++标准库为每一种容器提供了对应的迭代器类型。

迭代器如同一个指针，但是迭代器又不仅仅是指针。

迭代器的定义格式为：

    容器类型<元素类型>::iterator iter;

例如：

    vector::iterator iter;

每种容器都定义了特殊的函数，用于返回所需类型的迭代器，通常情况下使用begin函数获得顺序迭代器类型。

另外，还有const interator类型，表示只读。

【异常】

异常是程序在执行期间产生的问题。C++ 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，比如尝试除以零的操作。

异常提供了一种转移程序控制权的方式。

程序一旦出现异常没有经过正确的处理，就会造成程序运行的崩溃。

处理异常的方式有两种：捕获异常(try-catch)和抛出异常(throw)

【throw 抛出异常】

您可以使用 throw 语句在代码块中的任何地方抛出异常。

throw 语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果的类型决定了抛出的异常的类型。

抛出的异常是抛出到函数调用的上一级

【try...catch... 捕获异常】

如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。

try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。

【异常注意事项】

抛出标准异常的时候要给构造函数传入字符串作为what的输出内容。

出现的异常类型必须跟捕获的异常类型相同。

如果捕获的类型不匹配，程序仍然会终止。

可以使用…来表示捕获所有的异常类型。

可以使用多重catch来捕获不同的类型，此时捕获的顺序为派生类异常优先。

C++的异常处理机制不完善，在很多情况下不推荐使用。

【IO】

C++ 标准库提供了一组丰富的输入/输出功能。

C++ 的 I/O 发生在流中，流是字节序列。

如果字节流是从设备（如键盘、磁盘驱动器、网络连接等）流向内存，这叫做输入操作。

如果字节流是从内存流向设备（如显示屏、打印机、磁盘驱动器、网络连接等），这叫做输出操作。