侯捷C++-面向对象编程-OOP

Composition（组合）

Composition 表示 has-a 的关系，UE中的组件和Actor的关系就是组合。

class A{
private:
    int m_x;
};
class B{
private:
    A m_A;
};

构造由内而外，析构由外而内！ 这个过程完全由编译器实现。

Delegation（委托）

委托也叫做 Composition by reference （这里叫by ref是因为学术界一般不叫by pointer，实现中用指针也完全可以），他的思想就是用一个指针指向真正的实现类，从而将接口和实现分离（也叫编译防火墙，之后修改实现不用再编译接口类），这种思想又叫做 pimpl（pointer to implement） 指针指向实现。

委托不光可以描述两个类之间的委托关系，也可以直接委托给某个函数，一般使用函数指针实现，出自一文理解透UE委托Delegate：

using DelegateType = void (*)(int x, int y); // 给这种函数指针起一个别名DelegateType

void ArtilleryAction(int x, int y){ // 实现功能的函数
    printf("Drop a bomb on the (%d,%d) position\r\n", x, y);
}

class Scout{ 
public:
    Scout(DelegateType Delegate) :ArtilleryDelegate(Delegate){} // 构造函数
    void FindInformation(){ // 调用委托
        (*ArtilleryDelegate)(rand(), rand());
    }
private:
    DelegateType ArtilleryDelegate; // 类中成员变量就是一个指向功能实现的指针
};

int main(){
    Scout OneScout(ArtilleryAction);
    OneScout.FindInformation();
    return 0;
}

Inheritance（继承）

继承表示 is-a 的关系。

构造由内而外，析构由外而内！ 父类的析构函数必须是虚函数。

继承和组合同时存在时，构造和析构的顺序：

可以看出，第一种情况派生类中有组合时，会先构造基类再构造组合类，最后构造派生类，按相反顺序析构；第二种情况基类中有组合时，会先构造最内层的组合类，再构造基类，最后构造派生类，按相反顺序析构。

虚函数（多态）

1. 非虚函数：不希望派生类重新定义（override）；
2. 虚函数（Virtual函数）：希望派生类重新定义，但不定义也没关系，已有默认定义；
3. 纯虚函数（Pure Virtual函数）：希望派生类一定要重新定义，因为没有默认定义；
   

虚函数的实现依靠虚函数表，虚函数表不存在类中，类中存的是指向这个虚函数表的指针；所以有虚函数的类的内存要加上一个指针的大小；当子类定义一个新的虚函数时，这个虚函数会添加到虚表的末尾。

子类中有与父类同名的函数，且这个函数不是虚函数，那就不会覆写父类中的同名函数，如图中的子类B、C 都有 同名函数 func2。

动态绑定

在C语言中，所有的函数调用都是静态绑定，即在编译阶段会编译为 call XXX，而在C++中会出现动态绑定（如图，不能写死为call XXX，而要写成一个指针调用的形式，在执行时会按照走上图流程确定调用哪个函数），需要满足以下条件：

1. 使用指针调用
2. 向上转型

   A* pa = new B; // 向上转型，new出来是B，类型却是A的指针

3. 调用的是虚函数

虚函数的经典用法：

这里的 Template Method 不是指C++中的模板，而是一种设计模式，先写好通用部分的函数，将不能通用的函数写成虚函数形式，由子类实现其特化的功能；
虚函数起作用的流程是：
子类对象调用成员函数，成员函数中有一个虚函数Serialize()，调用时将this指针当作参数传递（所有类函数都有隐藏的参数this），在成员函数中完成非虚函数部分，遇到虚函数使用this调用虚函数，查询虚函数表确定要调用哪个函数并调用。

上图展示静态绑定，虽然a对象的初值是b，但是没有使用指针调用，不会出现动态绑定，所以是静态绑定。

上图展示动态绑定，满足使用指针调用，向上转型，调用虚函数三点；

虚函数与构造析构函数

1. 构造函数不能是虚函数！
2. 析构函数必须是虚函数！

构造函数不能是虚函数可以从两方面解释：

1. 设计思想方面：虚函数是接口的思想，我们不想知道其内部是如何实现的，而构造函数要构造出一个对象，就想要知道其内部的实现，因此构造函数不该被定义为虚函数；
2. 语言本身：虚函数在实现时需要用到vtpr虚表指针来确定虚函数的定义是哪个，这个虚表指针存在对象内存空间中，而构造函数被调用时还没有实例化对象，也就没有虚表指针；

析构函数（可能会被继承时）必须是虚函数：
析构函数会在对象生命周期结束时被自动调用，当用父类指针指向子类对象时，如果析构函数不是虚函数，只能顺利销毁子类对象中的父类部分，如果子类还有别的变量，可能会造成内存泄漏；