【C++学习】多态——解析树实例分析

作者：gnuhpc
出处：http://www.cnblogs.com/gnuhpc/

场景:

分析： 每个类的节点都必须提供它自己的Calc方法，所以采用多态进行操作。我们将Node节点和BinNode节点设计为抽象类，抽象类是不能实例化的类，它们只能作为其他类的父类。一个包含一个或多个纯虚函数的类称为抽象类，一个没有具体实现的函数称为纯虚函数，只有从一个抽象类派生的类以及为所有纯虚函数提供了实现代码的类才能被实例化。一般来说，若一个类有一个纯虚函数，它可能同时需要一个虚析构函数。所以类设计层次如下：

代码：

Tree.h

#if !defined (TREE_H)
#define TREE_H
// (c) Bartosz Milewski 2000

class Node
{
public:
    virtual ~Node () {}//设置一个虚析构函数
    virtual double Calc () const = 0;//设置一个纯虚函数，也就是=0的意义所在。
};

class NumNode: public Node//继承了Node
{
public:
    NumNode (double num) : _num (num ) {}
    double Calc () const;
private:
    const double _num;
};

class BinNode: public Node
{
public:
    BinNode (Node * pLeft, Node * pRight)
        : _pLeft (pLeft), _pRight (pRight) {}
    ~BinNode ();
protected: //使用protected的原因是它可以被派生类直接使用，这样我们不用提供setter和getter来进行访问了。
    Node * const _pLeft;
    Node * const _pRight;
};

class AddNode: public BinNode
{
public:
    AddNode (Node * pLeft, Node * pRight)
        : BinNode (pLeft, pRight) {}
    double Calc () const;
};

class MultNode: public BinNode
{
public:
    MultNode (Node * pLeft, Node * pRight)
        : BinNode (pLeft, pRight) {}
    double Calc () const;
};

#endif

Tree.cpp

// (c) Bartosz Milewski 2000
#include "Tree.h"
#include <iostream>

double NumNode::Calc () const
{
    std::cout << "Numeric node " << _num << std::endl;
    return _num;
}

BinNode::~BinNode ()
{
    delete _pLeft;
    delete _pRight;
}

double AddNode::Calc () const
{
    std::cout << "Adding/n";
    return _pLeft->Calc () + _pRight->Calc (); //直接访问父类protected成员
}

double MultNode::Calc () const
{
    std::cout << "Multiplying/n";
    return _pLeft->Calc () * _pRight->Calc () ;//直接访问父类protected成员
}

int main ()
{    
    // ( 20.0 + (-10.0) ) * 0.1
    Node * pNode1 = new NumNode (20.0);
    Node * pNode2 = new NumNode (-10.0);
    Node * pNode3 = new AddNode (pNode1, pNode2);
    Node * pNode4 = new NumNode (0.1);
    Node * pNode5 = new MultNode (pNode3, pNode4);
    std::cout << "Calculating the tree/n";
    // tell the root to calculate itself ，从根开始计算
    double x = pNode5->Calc (); 
    std::cout << "Result: " << x << std::endl;
    delete pNode5; // and all children
}

注：要是用C语言进行实现的时候我们不可以避免使用Switch语句，这个例子也说明在C++中仅在不能使用多态的时候使用Switch语句。

参考文献：http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=21484

作者：gnuhpc
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