一题目

请设计以下航行器、飞机、船、水上飞机等 4 个类。

• CRAFT 为航行器类，是公共基类，提供航行器的基本特性。包括：

  一个保护数据成员：speed(速度)。

  三个公有成员函数：构造函数(初始化速度)、析构函数和 Show 函数(显示速度)。

• PLANE 为飞机类，以公有方式继承 CRAFT 类，在航行器类的基础上增加飞机的特性。包括：

  一个保护数据成员：width(翼展)。

  三个公有成员函数：构造函数(初始化速度和翼展)、析构函数和 Show 函数(显示速度和翼展)。

• SHIP 为船类，以公有方式继承 CRAFT 类，在航行器类的基础上增加船的特性。包括：

  一个保护数据成员：depth(吃水深度)。

  三个公有成员函数：构造函数(初始化速度和吃水深度)、析构函数和 Show 函数(显示速度和吃水深度)。

• SEAPLANE 为水上飞机类，同时以公有方式继承 PLANE 类和 SHIP 类，兼具飞机和船的特性。包括：

  三个公有成员函数：构造函数(初始化速度、翼展、吃水深度)、析构函数和 Show 函数(显示速度、翼展和吃水深度)。

• 测试用例

• 样例一

• CRAFT *p; p = new CRAFT(87.2); p->Show(); delete p;

  创建航行器(速度: 87.2)
  航行(速度: 87.2)
  销毁航行器(速度: 87.2)
  

• 样例二

• CRAFT *p; p = new PLANE(613.5, 45.3); p->Show(); delete p;

  创建航行器(速度: 613.5)
  创建飞机(翼展: 45.3)
  航行(速度: 613.5, 翼展: 45.3)
  销毁飞机(翼展: 45.3)
  销毁航行器(速度: 613.5)
  

• 样例三

• CRAFT *p; p = new SHIP(45.8, 8.3); p->Show(); delete p;

  创建航行器(速度: 45.8)
  创建船(吃水: 8.3)
  航行(速度: 45.8, 吃水: 8.3)
  销毁船(吃水: 8.3)
  销毁航行器(速度: 45.8)
  

• 样例四

• CRAFT *p; p = new SEAPLANE(415.2, 36.5, 2.1); p->Show(); delete p;

创建航行器(速度: 415.2)
创建飞机(翼展: 36.5)
创建船(吃水: 2.1)
创建水上飞机
航行(速度: 415.2, 翼展: 36.5, 吃水: 2.1)
销毁水上飞机
销毁船(吃水: 2.1)
销毁飞机(翼展: 36.5)
销毁航行器(速度: 415.2)

二.代码部分

#include <iostream>
using namespace std;
class CRAFT
{
protected:double speed;
public:CRAFT(double s){speed = s;cout << "创建航行器(速度: " << speed << ")" << endl;}virtual void Show(){cout << "航行(速度: " << speed << ")" << endl;}virtual ~CRAFT(){cout << "销毁航行器(速度: " << speed << ")" << endl;}
};
class PLANE :virtual public CRAFT
{
protected:double width;
public:PLANE(double s, double w) :CRAFT(s), width(w)//调用CRAFT的构造函数，传递speed{cout << "创建飞机(翼展: " << width << ")" << endl;}void Show()override{cout << "航行(速度: " << speed << ", 翼展: " << width << ")" << endl;}~PLANE()override{cout << "销毁飞机(翼展: " << width << ")" << endl;}
};
class SHIP :virtual public CRAFT
{
protected:double depth;
public:SHIP(double s, double d) :CRAFT(s), depth(d)//调用CRAFT的构造函数，传递speed{cout << "创建船(吃水: " << depth << ")" << endl;}void Show()override{cout << "航行(速度: " << speed << ", 吃水: " << depth << ")" << endl;}~SHIP()override{cout << "销毁船(吃水: " << depth << ")" << endl;}
};
class SEAPLANE : virtual public PLANE, virtual public SHIP
{
public:SEAPLANE(double s, double w, double d) :CRAFT(s), PLANE(s, w), SHIP(s, d)//调用CRAFT的构造函数，传递speed，调用 PLANE 的构造函数，传递 speed 和 width参数,调用 SHIP 的构造函数，传递 speed 和 depth参数{cout << "创建水上飞机" << endl;}void Show()override{cout << "航行(速度: " << speed << ", 翼展: " << width << ", 吃水: " << depth << ")" << endl;}~SEAPLANE()override{cout << "销毁水上飞机" << endl;}
};int main()
{double s, w, d;CRAFT* p;//CRAFT类型的指针cin >> s >> w >> d;p = new SEAPLANE(s, w, d);//实际指向SEAPLANE类的对象（未命名）p->Show();//调用SEAPLAENE的show函数delete p;return 0;
}

输出：

创建航行器(速度: 583.6)
创建飞机(翼展: 48.2)
创建船(吃水: 3.8)
创建水上飞机
航行(速度: 583.6, 翼展: 48.2, 吃水: 3.8)
销毁水上飞机
销毁船(吃水: 3.8)
销毁飞机(翼展: 48.2)
销毁航行器(速度: 583.6)

三总结

1.继承

方式

class 派生类:继承方式 基类

继承后的访问权限

 记忆方式:假设

public>protected>private

取基类属性和继承方式中较小的作为在派生类的访问属性

1.基类的pirvate在派生类中无法访问

2.基类的protected继承后可以在派生类中访问类外不行

2.虚函数

虚函数允许在派生类中重写基类的函数,从而实现运行的多态性

核心目的是通过基类访问派生类定义的函数，以便在通过基类指针引用或调用的时候可以执行派生类中的版本

#include<iostream>
using namespace std;
class A//基类
{
public:void foo(){cout << "1" << endl;}virtual void fun()//声明为虚函数virtual关键字{cout << "2" << endl;}
};
class B :public A//派生类
{
public:void foo()//隐藏：派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数{cout << "3" << endl;}void fun()//多态覆盖{cout << "4" << endl;}
};
int main()
{A a;B b;A* p = &a;//这里定义了一个指向 A 类的指针 p，并将其初始化为指向 a 对象的地址。p->foo();//输出1p->fun();//输出2p = &b;//我们将指针 p 的指向从 a 对象更改为 b 对象。注意，此时 p 仍然是一个指向 A 的指针，但它现在指向了 B 类的对象 b。p->foo();//取决于指针类型，定义为A类指针，故输出1p->fun();//取决于对象类型，指向了B的b对象，输出4（虚函数调用B类的fun)return 0;
}

总结     

• 非虚函数（如 foo()）在运行时不会被动态绑定。它们总是根据指针或引用的静态类型（即声明时的类型）来调用。
• 虚函数（如 fun()）在运行时会被动态绑定。它们会根据指针或引用实际指向的对象的类型来调用。
• 仅在虚函数的顶层基类加上virtual关键字，子类不加，而改用override关键字

有了这方面的只是支持，我们现在来理解题目的输出部分：

1.构造函数不会被多态性影响。无论是通过基类指针还是派生类对象本身，构造函数总是会被调用，并且会调用基类的构造函数。

2.成员函数，当他们是虚函数时，他们被通过基类指针或调用引用时会表现出多态性，即会调用与指针或调用引用实际指向的对象类型相对应的函数版本。

3.析构函数，与构造函数类似，但与虚函数关系密切。如果基类的析构函数时虚函数时，则会表现出多态性，通过基类指针删除派生类对象时，会先调用派生类的析构函数，在调用基类的。如果基类的析构函数不是虚函数，那么只会调用基类的析构函数，这可能会导致派生类部分没有被正确清理，造成资源泄漏或其他问题。

3.虚继承

在C++中，虚继承是用于解决多重继承中公共基类（或称为“菱形继承”或“钻石问题”）的重复子对象问题的一种机制。当一个类（SEAPLANE）从多个类（SHIP，PLANE)继承，而这些类又都从一个公共基类(CRAFT)继承时，如果没有使用虚继承，那么该公共基类在派生类中将会有多个实例（或称为子对象），这通常不是我们想要的结果。

为了解决这个问题，C++引入了虚继承的概念。当某个基类被声明为虚继承时，它的所有派生类（无论是直接派生还是间接派生）都会共享这个基类的单一实例，而不是每个派生类都有自己的一个实例。