继承与多态的应用：通用链表的实现

1. 目标

1.掌握继承与多态
2.掌握纯虚函数与抽象类以及接口的含义
3.通过多态的形式，建立与类型无关的通用链表
4.理解继承、组合以及聚合之间的关系
5.理解委托(Proxy)/代理(Deletgate)模式

2. 功能

从通用动态数组到通用链表。

实现一个通用的链表，可以存放各种继承Object的对象。

3. 复用

3.1 继承(Inheritance)

继承是一个类（子类）继承另外的一个类（基类）的属性与方法。

3.2 组合(Composition)

组合是类之间整体和部分的关系。整体与部分有相同的生存周期。

3.3 聚合(Aggregation)

聚合是类之间整体和部分的关系。部分生存周期比整体的长。

3.4 小结

关系	含义	UML表示方式
继承	`is-a`	空心三角
组合	`contains-a`	实心菱形
聚合	`has-a`	空心菱形

从某种意义上说，继承是一种类的纵向关系，而聚合，组合是对象的横向关系。

4. 委托(Proxy)/代理(Deletgate)模式

在委托/代理模式中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式。具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。

5. 参考实现

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
  
class Object {
public:  
    Object(){}
    virtual ~Object(){}
    virtual void Print() const= 0;
};

class ListNode {
friend class List;
public:
    ListNode(Object *pobj = NULL);
    ~ListNode();
private:  
    Object *pData; //父类类型作为子类的接口类型  
    ListNode *pNext;
};

ListNode::ListNode(Object *pobj /*= NULL*/) : pData(pobj), pNext(NULL) {}
ListNode::~ListNode(){delete pData;}
  
class List {
public:  
    List();
    ~List();
    void PushBack(Object *pb);
    void Print()const;
private:  
    ListNode *pHead;
    ListNode *pTail;
};

List::List():pHead(new ListNode),pTail(pHead){}
List::~List(){
    ListNode *p = pHead->pNext;
    while(p != NULL) {
        pHead->pNext = p->pNext;
        delete p;
        p = pHead->pNext;
    }
    delete pHead;
    pHead = pTail = NULL;
}
void List::PushBack(Object *pb) {
    ListNode *pNode = new ListNode(pb);
    assert(NULL != pNode);
    pTail->pNext = pNode;
    pTail = pNode;
}
void List::Print() const{
    
}


class Integer : public Object  {
public:  
    Integer(int data = 0):data(data){}
    virtual void Print(){
      cout << data;
    }
private:  
    int data;
};

Integer::Integer(int data /*= 0*/):data(data){}
virtual void Integer::Print()const{
    cout << data;
}

class String : public Object  {
public:  
    String(const char *str = NULL);
    virtual void Print()const;
    ~String();
private:  
    char *data;
};
String::String(const char *str = NULL){
    if(str == NULL) {
        data = new char[1];
        data[0] = '\0';
    } else {
        data = new char[strlen(str)+1];
        strcpy(data,str);
    }
}
/*virtual*/ void String::Print()const { cout << data; }
String::~String() {
    delete [] data;
    data = NULL;
}


int main()  {
    List mylist;
    for(int i = 1; i <= 5; ++i) {
      Integer *pi = new Integer(i);
      mylist.PushBack(pi);
    }
    // mylist.PrintList();
      
    List youlist;
    char *str[] = {"xsy","sfds","sdfsf","sfdsfs","sdfsf"};
    for(int j = 0; j < 5; ++j){
        String *ps = new String(str[j]);
        youlist.PushBack(ps);
    }
    // youlist.PrintList();
  
    return 0;
}

参考代码中有几处语法错误，请大家尝试修改。

6. 扩展

Object添加如下接口

No.	函数	功能
1	`string ToString()`	对象转化成字符串
2	`Object Clone()`	复制对象
3	`bool Equal(const Object& obj)`	判断对象是否相等

7. 作业(项目)

内容

设计文档

要求	说明
格式	markdown
内容	概要说明、功能、UML类图

UML绘制工具：visio、starUML、在线ProcessOn

功能
在通用链表基础上，把Bank/Account、Student/Subject、Shape(Triangle、Rect ...)/ShapeManager整合到里面。
工程结构

目录	作用
include	存放头文件
src	存放源文件
test	存放测试代码文件
doc	存放文档
Makefile	编译文件

编码规范

不能使用汉语拼音和没有意义的字母数字拼接。

MS C++编码规范

分类	格式
类名	必须以大写C开头，首字母大写
成员变量	必须以`m_`开头，后面进接首字母小写
成员函数	必须首字母大写
局部变量	首字母小写

google C++编码规范

分类	格式
类名	首字母大写
成员变量	首字母小写必须以`_`结尾
成员函数	必须首字母大写
局部变量	首字母小写

使用Astyle对代码进行格式化。

注释

使用doxygen注释方式对文件、类、函数、成员变量添加注释。并且生成注释文档放在doc

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