介绍 C++ (Chinese Edition)

第 13 章 类 ：虚函数与继承

你在第 10 章中接触了类，并在第 11 章中深入探讨了特殊成员函数。 你还在第 12 章中学习了如何使用智能指针。 在本章中，你将利用这些构建模块来构建一个更完善的交易游戏。

你可以构建类层次结构：这是一种将类从抽象的通用概念关联到更具体类型的手段（）。 随后，你可以在相关类中实现行为的差异化。 你的Stock 类使用一种方法获取价格，但你已经见过其他方法。 本章将向你展示如何提供相关类，这些类使用不同的策略来为资产定价。 利用通过类层次结构（）关联的不同类来实现行为差异化——即类型家族——这被称为面向对象编程（OOP）。

如果你在具有类层次结构的现有代码库上工作，可以轻松添加一个新的相关类来改变行为，例如为应用程序添加新功能。 如果没有这些相关类，你可能需要编写包含大量if/else 语句的庞大函数来实现行为变化。 添加新功能可能意味着要增加更多的if和else 语句，最终导致函数变得臃肿且难以理解。 面向对象编程为你提供了一种（相对）简单的方式来添加新功能。

我将向您演示如何从通用Asset类派生出具体的Stock 类，以便您在新的交易游戏中使用它。 随后，您将在“添加另一个派生类型”中创建另一个类，从而能够改变游戏玩法，而无需修改游戏代码本身。

你还将有机会复习已掌握的 C++ 特性，包括static_assert和异常处理。

基类与派生类

类层次结构将相关的类按层级排列。 最佳的结构是将抽象类作为其他类的基类（）。 当一个类声明了某些函数但未实现它们时，该类即为抽象类。 抽象类（）提供了一个接口：即对相关类可执行操作的描述。

您可以持有对抽象类的引用或指针，但无法创建其实例。 其他类可以从基类派生，因此您通常会引用或指向派生类。 派生类对基类中未实现的函数有自己的实现，从而允许行为发生变化。 这非常有用，因为你可以针对接口（即基类）进行编程，而无需担心细节，并且可以通过添加新的派生类来改变行为，而无需修改使用该接口的代码。

定义抽象基类

让我们先从一个基类开始，稍后看看如何从它派生出其他类。 使用关键字virtual 可以指示成员函数在派生类中可以以不同的方式重写。 你也可以在基类中添加= 0，而不是提供实现。 这种成员函数被称为纯虚函数：即没有实现的函数。 此时基类就是抽象的：你无法创建它的实例。

创建一个名为asset.h 的新文件。 原始的Stock类包含get_name和next_price函数。 对于更通用的资产，你需要这两个函数。 添加一个返回当前价格的函数可能会很有用。 在stock_prices命名空间内，添加一个名为Asset 的新类，其中包含三个抽象虚函数。 你还需要提供一个虚析构函数，原因我将在“深入探讨虚函数与继承”中解释：

#pragma once

#include <string>

namespace stock_prices
{
    class Asset
    {
    public:
        virtual ~Asset() = default; 
        virtual std::string get_name() const = 0; 
        virtual double get_price() const = 0; 
        virtual double next_price() = 0;