类继承和使用指针

类继承和使用指针的基础概念

类继承是面向对象编程中的一个核心概念，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。通过继承，子类可以扩展或修改父类的功能，从而实现代码的重用和扩展性。

指针是一种变量，它存储的是另一个变量的内存地址。在C++等语言中，指针的使用非常广泛，特别是在处理动态内存分配和复杂数据结构时。

类继承的优势

代码重用：子类可以直接使用父类的代码，减少重复编写。
扩展性：子类可以在继承的基础上添加新的功能或修改现有功能。
多态性：通过基类的指针或引用，可以调用派生类的方法，实现运行时的动态绑定。

类继承的类型

单继承：一个子类只能继承一个父类。
多继承：一个子类可以继承多个父类（C++支持，Java不支持）。
层次继承：形成类的层次结构，如树形结构。

应用场景

框架设计：如MVC模式中的模型、视图、控制器之间的继承关系。
插件系统：允许第三方开发者扩展核心功能。
GUI库：按钮、文本框等控件通常通过继承来实现。

使用指针的优势

动态内存管理：通过指针可以实现动态分配和释放内存。
提高效率：直接操作内存地址，减少不必要的数据复制。
实现复杂数据结构：如链表、树等。

遇到的问题及解决方法

问题1：内存泄漏

原因：忘记释放动态分配的内存。

解决方法：使用智能指针（如C++中的std::unique_ptr和std::shared_ptr）来自动管理内存生命周期。

#include <memory>

class MyClass {
public:
    MyClass() { /* ... */ }
    ~MyClass() { /* ... */ }
};

void example() {
    std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass());
    // 不需要手动delete，ptr离开作用域时会自动释放内存
}

问题2：悬挂指针

原因：指针指向的内存被释放后，指针未被置空。

解决方法：在释放内存后立即将指针置为nullptr。

void example() {
    MyClass* ptr = new MyClass();
    delete ptr;
    ptr = nullptr; // 防止悬挂指针
}

问题3：多继承中的歧义

原因：多个父类中有相同名称的方法或属性。

解决方法：使用作用域解析运算符::明确指定调用哪个基类的方法。

class Base1 {
public:
    void foo() { /* ... */ }
};

class Base2 {
public:
    void foo() { /* ... */ }
};

class Derived : public Base1, public Base2 {
public:
    void callFooFromBase1() {
        Base1::foo();
    }
    void callFooFromBase2() {
        Base2::foo();
    }
};

示例代码

以下是一个简单的类继承和使用指针的示例：

#include <iostream>

class Animal {
public:
    virtual void speak() {
        std::cout << "Animal speaks!" << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override {
        std::cout << "Dog barks!" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Animal* animalPtr = new Dog(); // 使用指针指向派生类对象
    animalPtr->speak(); // 多态调用
    delete animalPtr; // 释放内存
    return 0;
}

通过这种方式，可以实现灵活且高效的面向对象编程。