28.面向对象关联知识点-接口
28.1 知识点
什么是接口
接口其实是C#和Java中的一个关键词interface
它是一种行为的抽象规范
我们可以继承接口来表示行为的继承
但是在C++中并没有专门的接口关键字
因此，为了表示行为的继承，我们经常需要在C++中模拟接口
什么是行为的抽象
- 飞机、鸟、超级赛亚人、超人
- 他们其实不属于同一种类型，但是都会飞
- 如果我们用面向对象的思想，其实不太好将他们归纳出一个基类
- 因此我们往往会把他们的行为抽象出来，声明一个表示行为的接口基类
C++中如何模拟接口
- C++中实现接口的本质：只有纯虚函数的抽象类
- 接口类命名规范为：I类名（I表示该类是一个接口Interface）
- 接口类中建议只包含纯虚函数和虚析构函数，不建议包含成员变量和普通函数
- 接口类一般只需要 .h，因为不需要实现
#pragma once
// 飞行接口类
class IFly
{
public:
virtual void Fly() = 0;
};
接口类的使用
#pragma once
class Animal
{
};
#pragma once
#include "IFly.h"
class SuperMan : public IFly
{
public:
void Fly() override
{
}
};
#pragma once
#include "Animal.h"
#include "IFly.h"
class Brid :
public Animal, public IFly
{
public:
void Fly() override
{
}
};
- 接口的作用：可以用接口作为父类装进数组中
IFly* f[2] = { new SuperMan(), new Brid() };
接口类可以继承接口类
- 接口类继承接口类时，不需要去实现，待对象类继承接口后，类自己去实现所有内容即可
#pragma once
// 行走接口类
class IWalk
{
public:
virtual void Walk() = 0;
};
#pragma once
#include "IFly.h"
#include "IWalk.h"
// 移动接口类
class IMove : public IFly, public IWalk
{
};
#pragma once
#include "Animal.h"
#include "IMove.h"
class Person :
public Animal, public IMove
{
public:
void Fly() override
{
}
void Walk() override
{
}
};
总结
- 继承类：是对象间的继承，包括特征和行为
- 继承接口类：是行为间的继承，继承接口类的行为规范，按照规范去进行实现即可
- 由于接口类也是类，它遵循里氏替换原则，因此可以用接口类容器去装载对象
- 可以实现装载各种毫无关系但是却有相同行为的对象了
28.2 知识点代码
Animal.h
#pragma once
class Animal
{
};
IFly.h
#pragma once
//飞行接口类
class IFly
{
public:
virtual void Fly() = 0;
};
IMove.h
#pragma once
#include "IFly.h"
#include "IWalk.h"
//移动接口类
class IMove : public IFly, public IWalk
{
};
IWalk.h
#pragma once
//行走接口类
class IWalk
{
public:
virtual void Walk() = 0;
};
Brid.h
#pragma once
#include "Animal.h"
#include "IFly.h"
class Brid :
public Animal, public IFly
{
public:
void Fly() override
{
}
};
Person.h
#pragma once
#include "Animal.h"
#include "IMove.h"
class Person :
public Animal, public IMove
{
public:
void Fly() override
{
}
void Walk() override
{
}
};
SuperMan.h
#pragma once
#include "IFly.h"
class SuperMan : public IFly
{
public:
void Fly() override
{
}
};
Lesson28_面向对象关联知识点_接口.cpp
#include <iostream>
#include "Brid.h"
#include "SuperMan.h"
int main()
{
#pragma region 知识点一 什么是接口
//接口其实是C#和Java中的一个关键词interface
//它是一种行为的抽象规范
//我们可以继承接口来表示行为的继承
//但是在C++中并没有专门的接口关键字
//因此，为了表示行为的继承，我们经常需要在C++中模拟接口
//什么是行为的抽象
//比如：
//飞机、鸟、超级赛亚人、超人
//他们其实不属于同一种类型，但是都会飞
//如果我们用面向对象的思想，其实不太好将他们归纳出一个基类
//因此我们往往会把他们的行为抽象出来，声明一个表示行为的接口基类
#pragma endregion
#pragma region 知识点二 C++中如何模拟接口
//C++中实现接口的本质：
// 只有纯虚函数的抽象类
//注意：
//1.接口类命名规范为： I类名
// I表示该类是一个接口（Interface）
// 注意：这是一个比较通用的命名规范
//2.接口类中建议只包含纯虚函数和虚析构函数，不建议包含成员变量和普通函数
//3.接口类一般只需要.h，因为不需要实现
#pragma endregion
#pragma region 知识点三 接口类的使用
//接口的作用：可以用接口作为父类装进数组中
IFly* f[2] = { new SuperMan(), new Brid() };
#pragma endregion
#pragma region 知识点四 接口类可以继承接口类
//接口类继承接口类时，不需要去实现
//待对象类继承接口后，类自己去实现所有内容即可
#pragma endregion
//总结
//继承类：是对象间的继承，包括特征和行为
//继承接口类：是行为间的继承，继承接口类的行为规范，按照规范去进行实现即可
//由于接口类也是类，他是遵循我们里式替换原则的，因此可以用接口类容器去装载对象
//那么就可以实现 装载各种毫无关系但是却有相同行为的对象了
}
28.3 练习题
人、汽车、房子都需要登记，人需要到派出所登记，汽车需要去车管所登记，房子需要去房管局登记，使用接口实现登记方法
定义登记接口类：
#pragma once
class IRegister
{
public:
virtual void Register() = 0;
};
实现人类并继承登记接口：
#pragma once
#include "IRegister.h"
class Person : public IRegister
{
public:
void Register() override;
};
#include "Person.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Person::Register()
{
cout << "派出所登记" << endl;
}
实现汽车类并继承登记接口：
#pragma once
#include "IRegister.h"
class Car : public IRegister
{
public:
void Register() override;
};
#include "Car.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Car::Register()
{
cout << "车管所登记" << endl;
}
实现房子类并继承登记接口：
#pragma once
#include "IRegister.h"
class Home : public IRegister
{
public:
void Register() override;
};
#include "Home.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Home::Register()
{
cout << "房管局登记" << endl;
}
示例调用代码：
IRegister* person = new Person();
person->Register();
delete person;
person = nullptr;
IRegister* car = new Car();
car->Register();
delete car;
car = nullptr;
IRegister* home = new Home();
home->Register();
delete home;
home = nullptr;
输出结果：
派出所登记
车管所登记
房管局登记
麻雀、鸵鸟、企鹅、鹦鹉、直升机、天鹅行为建模
直升机和部分鸟能飞，鸵鸟和企鹅不能飞，企鹅和天鹅能游泳，除直升机外其它都能走。以下是使用接口和继承进行面向对象建模的实现：
鸟类基类定义：
#pragma once
class Brid
{
public:
virtual void Walk() = 0;
};
飞行接口定义：
#pragma once
class IFly
{
public:
virtual void Fly() = 0;
};
游泳接口定义：
#pragma once
class ISwimming
{
public:
virtual void Swimming() = 0;
};
麻雀类：能走、能飞
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "IFly.h"
class Sparrow : public Brid, public IFly
{
public:
void Walk() override
{
}
void Fly() override
{
}
};
鸵鸟类：只能走
#pragma once
#include "Brid.h"
class Ostrich : public Brid
{
public:
void Walk() override
{
}
};
企鹅类：能走、能游泳
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "ISwimming.h"
class Penguin : public Brid, public ISwimming
{
public:
void Walk() override
{
}
void Swimming() override
{
}
};
鹦鹉类：能走、能飞
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "IFly.h"
class Parrot : public Brid, public IFly
{
public:
void Walk() override
{
}
void Fly() override
{
}
};
直升机类：只能飞
#pragma once
#include "IFly.h"
class Helicopter : public IFly
{
public:
void Fly() override
{
}
};
天鹅类：能走、能飞、能游泳
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "IFly.h"
#include "ISwimming.h"
class Swan : public Brid, public IFly, public ISwimming
{
public:
void Walk() override
{
}
void Fly() override
{
}
void Swimming() override
{
}
};
多态模拟移动硬盘、U盘、MP3连接电脑读取数据
移动硬盘与U盘属于存储设备，MP3属于播放设备，但它们都能通过USB接口传输数据。
定义USB接口：
#pragma once
class IUSB
{
public:
virtual void ReadData() = 0;
};
存储设备类定义：
#pragma once
#include <iostream>
#include "IUSB.h"
using namespace std;
class StorageDevice : public IUSB
{
public:
string name;
StorageDevice(string name);
void ReadData() override;
};
#include "StorageDevice.h"
StorageDevice::StorageDevice(string name)
{
this->name = name;
}
void StorageDevice::ReadData()
{
cout << name << "传输数据" << endl;
}
MP3类定义：
#pragma once
#include "IUSB.h"
class MP3 : public IUSB
{
public:
// 可能会有MP3作为播放器相关的行为
void ReadData() override;
};
#include "MP3.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void MP3::ReadData()
{
cout << "MP3传输数据" << endl;
}
电脑类定义：
#pragma once
#include "IUSB.h"
class Computer
{
public:
IUSB* usb1;
};
使用示例：
Computer* computer = new Computer();
StorageDevice* hd = new StorageDevice("移动硬盘");
StorageDevice* ud = new StorageDevice("U盘");
MP3* mp3 = new MP3();
computer->usb1 = hd;
computer->usb1->ReadData();
computer->usb1 = ud;
computer->usb1->ReadData();
computer->usb1 = mp3;
computer->usb1->ReadData();
// 移动硬盘传输数据
// U盘传输数据
// MP3传输数据
// 没有插入任何设备（对象）
computer->usb1 = nullptr;
// 如果这些设备不想用了 直接移除
delete hd;
hd = nullptr;
delete ud;
ud = nullptr;
delete mp3;
mp3 = nullptr;
28.4 练习题代码
IRegister.h
#pragma once
//登记接口类
class IRegister
{
public:
virtual void Register() = 0;
};
Person.h
#pragma once
#include "IRegister.h"
class Person : public IRegister
{
public:
void Register() override;
};
Person.cpp
#include "Person.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Person::Register()
{
cout << "派出所登记" << endl;
}
Car.h
#pragma once
#include "IRegister.h"
class Car :
public IRegister
{
public:
void Register() override;
};
Car.cpp
#include "Car.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Car::Register()
{
cout << "车管所登记" << endl;
}
Home.h
#pragma once
#include "IRegister.h"
class Home :
public IRegister
{
public:
void Register() override;
};
Home.cpp
#include "Home.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void Home::Register()
{
cout << "房管局登记" << endl;
}
IFly.h
#pragma once
//飞行接口类
class IFly
{
public:
virtual void Fly() = 0;
};
ISwimming.h
#pragma once
//游泳接口类
class ISwimming
{
public:
virtual void Swimming() = 0;
};
Sparrow.h
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "IFly.h"
class Sparrow :
public Brid, public IFly
{
public:
void Walk() override
{
}
void Fly() override
{
}
};
Ostrich.h
#pragma once
#include "Brid.h"
class Ostrich :
public Brid
{
public:
void Walk() override
{
}
};
Penguin.h
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "ISwimming.h"
class Penguin :
public Brid, public ISwimming
{
public:
void Walk() override
{
}
void Swimming() override
{
}
};
Parrot.h
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "IFly.h"
class Parrot :
public Brid, public IFly
{
public:
void Walk() override
{
}
void Fly() override
{
}
};
Helicopter.h
#pragma once
#include "IFly.h"
class Helicopter :
public IFly
{
public:
void Fly() override
{
}
};
Swan.h
#pragma once
#include "Brid.h"
#include "IFly.h"
#include "ISwimming.h"
class Swan :
public Brid, public IFly, public ISwimming
{
public:
void Walk() override
{
}
void Fly() override
{
}
void Swimming() override
{
}
};
IUSB.h
#pragma once
class IUSB
{
public:
virtual void ReadData() = 0;
};
StorageDevice.h
#pragma once
#include <iostream>
#include "IUSB.h"
using namespace std;
class StorageDevice : public IUSB
{
public:
string name;
StorageDevice(string name);
void ReadData() override;
};
StorageDevice.cpp
#include "StorageDevice.h"
StorageDevice::StorageDevice(string name)
{
this->name = name;
}
void StorageDevice::ReadData()
{
cout << name << "传输数据" << endl;
}
MP3.h
#pragma once
#include "IUSB.h"
class MP3 : public IUSB
{
public:
//可能会有MP3作为播放器相关的行为
//可以自己去实现
void ReadData() override;
};
MP3.cpp
#include "MP3.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void MP3::ReadData()
{
cout << "MP3传输数据" << endl;
}
Computer.h
#pragma once
#include "IUSB.h"
class Computer
{
public:
IUSB* usb1;
};
Lesson28_练习题.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
#include "Person.h"
#include "Home.h"
#include "Car.h"
#include "Computer.h"
#include "StorageDevice.h"
#include "MP3.h"
int main()
{
#pragma region 练习题一
/*人、汽车、房子都需要登记，人需要到派出所登记，汽车需要去车管所登记，房子需要去房管局登记
使用接口实现登记方法*/
IRegister* person = new Person();
person->Register();
delete person;
person = nullptr;
IRegister* car = new Car();
car->Register();
delete car;
car = nullptr;
IRegister* home = new Home();
home->Register();
delete home;
home = nullptr;
//派出所登记
//车管所登记
//房管局登记
#pragma endregion
#pragma region 练习题二
/*麻雀、鸵鸟、企鹅、鹦鹉、直升机、天鹅
直升机和部分鸟能飞
鸵鸟和企鹅不能飞
企鹅和天鹅能游泳
除直升机，其它都能走
请用面向对象相关知识实现*/
#pragma endregion
#pragma region 练习题三
/*多态来模拟移动硬盘、U盘、MP3查到电脑上读取数据
移动硬盘与U盘都属于存储设备
MP3属于播放设备
但他们都能插在电脑上传输数据
电脑提供了一个USB接口
请实现电脑的传输数据的功能*/
Computer* computer = new Computer();
StorageDevice* hd = new StorageDevice("移动硬盘");
StorageDevice* ud = new StorageDevice("U盘");
MP3* mp3 = new MP3();
computer->usb1 = hd;
computer->usb1->ReadData();
computer->usb1 = ud;
computer->usb1->ReadData();
computer->usb1 = mp3;
computer->usb1->ReadData();
//移动硬盘传输数据
//U盘传输数据
//MP3传输数据
//没有插入任何设备（对象）
computer->usb1 = nullptr;
//如果这些设备不想用了 直接移除
delete hd;
hd = nullptr;
delete ud;
ud = nullptr;
delete mp3;
mp3 = nullptr;
#pragma endregion
}
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