C++学习 —— 灵活的继承特性

0、继承与算法开发

　　在之前的笔记中，我展示了来自继承的威力。继承这种机制能够大幅度减小编码量，子类可以继承父类所有的变量，方法。利用这种机制，我们可以在其他人工作的基础上，完成有自己特色的部分。比如我们要开发icp算法，但是pcl中已经提供了icp类，其中有各种方法，可以调用完成功能。但是icp是瀑布模型的，对于特定的任务有它的瓶颈，如果需要利用C++实现高性能的icp算法，则可以继承已有的代码，开发我们自己的子流程。

　　上面那一段听起来很有道理，其实不然。coding的终极目标并不是减少编码量，而是需要有清晰的架构可读性，好的扩展性，并且耐造。继承一部分代码确实是很偷懒的做法，但是很难保证子类可以用到父类所有的方法，也就更无从谈起父类是子类的抽象了。这对以后的工作留下了隐患，无意义的方法存在对象中，会对后续的继任者造成困扰。所以如果不是架构清晰，目标明确，最好是不要这样继承了。代码应该扁平化！！！

1、何时使用继承

　　继承除了刚刚提到的偷懒以外，它被发明出来当然有更艰巨的任务。实现这个艰巨任务还依赖一个很灵活的特性，称为多态。多态才是真正的大杀器。多态是指，在base类中使用虚函数，而后，以base类指针指向一个derive class object. 那么当我们调用base class 中的虚函数时，指令会前往 derive class 存放函数的空间中，找到对应的实现。比如，base class 是 shape， shape 里面有 cut rotate move draw 方法，但是对于二维图形，三维图形，draw的实现是不一样的。如果在后续的程序中，我们要对shape 进行一系列的操作。而具体是操作二维图形还是三维图形，可能需要在程序运行的时候决定。所以我们可以用基类 shape 的指针来进行后面的工作。此外，shape 指针还可以放在同一个容器中，而两个不同类的指针是没法放在同一个容器里的。

　　总而言之，继承+多态这种方法，让我们可以在抽象的概念中编写程序。这种特性很灵活，很强大。比如小汽车可以move, 客车也可以 move，挖掘机也可以move。。。。那么我们就只需要对不同的子类实现各自的move，最后决定坐什么车，就调用哪个move即可。但是。。。虽然这个特性很灵活很强大，可是对于科研来说。。。作用实在有限，可能我只在乎我的方法，而没有那么多其他方法可以实现。继承最大的作用还是增强程序的可扩展性，或者说增加程序支持的方法。

　　对 C++了解的越多，越发觉得，它适合的是软件工程，是架构超大规模，面向大量不同客户的大系统。而不是用来实现一个功能，或者一个简单的算法。继承是为了大软件服务，泛型是为了大型库服务.........越发觉得C++不是玩具，而是生产工具。

2、一个简单的多态例子

　　还是那个魔兽世界的问题，现在warrior 的不同不仅仅是名字了，而是不同的warrior 有不同的特点。我利用多态 & 工厂模式实现了不同特性的warrior 降生。

 #include <iostream>
 #include <vector>
 #include <string>
 #include <iomanip>

 using namespace std;

 class warrior{
 public:
     warrior(int life_,string name_):life(life_),name(name_){
         armList.push_back("sword");
         armList.push_back("bomb");
         armList.push_back("arrow");
     }
     int getLife()    const {return this->life;}
     string getName() const {return this->name;}
     virtual int getNum() const  = ;
     virtual void create(int alllife,int bianhao_) = ;
     void CommonBurnPrint(int special_num) const{
         cout<<' '<<getName()
         <<' '
         <<bianhao
         <<" with strength "
         <<getLife()
         <<", "
         <<special_num
         <<' '
         <<getName();
     }
     virtual void selfBurnPrint() const = ;

     virtual ~warrior(){}

 private:
     static int num;
     const  string name;
 protected:
     int bianhao;
     int life;
     vector<string> armList;
 };

 class Lion: public warrior{
 public:
     Lion(int life_):warrior(life_,"lion"){}
     void create(int alllife,int bianhao_) {
         num++;
         loyal = alllife;
         bianhao = bianhao_;

     }
     int getNum() const {return num;}
     int getLoyal()const{return loyal;}
     void selfBurnPrint() const {cout<<"its loyalty is "<<loyal<<endl;}
 private:
     static int num;
     int loyal;
 };

 class Dragon: public warrior
 {
 public:
     Dragon(int life_):warrior(life_,"dragon"){}
     void create(int alllife,int bianhao_) {
         bianhao =bianhao_;
         num++;
         morale = float(alllife)/life;
         arm = armList.at((bianhao)%);

     }
     int getNum() const {return num;}
     string getArm() const{return arm;}
     int    getMorale() const{return morale;}
     void selfBurnPrint() const {cout<<"it has a "<<arm<<" and its morale is "<<std::setprecision()<<morale<<endl;}
 private:
     static int num;
     float morale;
     string arm;
 };

 class Ninja:public warrior{

 public:
     Ninja(int life_):warrior(life_,"ninja"){}
     void  create(int alllife,int bianhao_){
         num++;
         bianhao = bianhao_;
         arm1 = armList.at((bianhao)%);
         arm2 = armList.at((bianhao+)%);
     }
     void selfBurnPrint() const {cout<<"it has a "<<arm1<<" and "<<arm2<<endl;}
     int getNum() const {return num;}
     string getArm1() const {return arm1;}
     string getArm2() const{return arm2;}
 private:
     static int num;
     string arm1;
     string arm2;
 };

 class Iceman:public warrior{
 public:
     Iceman(int life_):warrior(life_,"iceman"){}
     void create(int alllife,int bianhao_){
         num++;
         bianhao = bianhao_;
         arm = armList.at((bianhao)%);
     }
     int getNum() const {return num;}
     string getArm()const {return arm;}
     void selfBurnPrint() const {cout<<"it has a "<<arm<<endl;}
 private:
     static int num;
     string arm;
 };

 class Wolf:public warrior{
 public:
     Wolf(int life_):warrior(life_,"wolf"){}
     int getNum() const {return num;}
     void create(int alllife,int bianhao_){
         num++;
         bianhao = bianhao_;
     }
     void selfBurnPrint() const {}
 private:
     static int num;
 };

 int warrior::num = ;
 int Lion::num   = ;
 int Iceman::num = ;
 int Dragon::num = ;
 int Wolf::num   = ;
 int Ninja::num  = ;

 class headquarter{
 public:
     headquarter(const string quarterName_,int ALLLIFE_,vector<int> warriorList_,int * warriorlife_):quarterName(quarterName_),
                                                                               ALLLIFE(ALLLIFE_),
                                                                               warriorList(warriorList_),
                                                                               warriorlifeLists(warriorlife_){}
     bool warriorBurn(int time);
 private:
     inline bool __warriorBurn(int warrior_no);
     const string quarterName;
     int ALLLIFE;
     warrior * Warrior;
     std::vector<warrior*> warrior_house;
     std::vector<int> warriorList;
     int * warriorlifeLists;
 };

 bool headquarter::warriorBurn(int time){

     int current = time;
     cout<< setfill('') << setw() << time<<"  ";
     while(!__warriorBurn(warriorList.at(time%)))
     {
         time++;
         if(current+ == time)
             {
                 cout<<this->quarterName<<" stop making warriors"<<endl;
                 return false;
             }
     }
     return true;
 }

 bool headquarter::__warriorBurn(int warrior_no){

     int dragonlife = warriorlifeLists[];
     int ninjialife = warriorlifeLists[];
     int icemanlife = warriorlifeLists[];
     int lionlife   = warriorlifeLists[];
     int wolflife   = warriorlifeLists[];

     switch(warrior_no){
         case :
             Warrior = new Dragon(dragonlife);
             break;
         case :
             Warrior = new Ninja(ninjialife);
             break;
         case :
             Warrior = new Iceman(icemanlife);
             break;
         case :
             Warrior = new Lion(lionlife);
             break;
         case :
             Warrior = new Wolf(wolflife);
             break;
         default:
             return false;
     }

     int totalLife = ALLLIFE;
     totalLife -= Warrior->getLife();
     if(totalLife > )
     {
         ALLLIFE = totalLife; 

         int bianhao = warrior_house.size()+;
         Warrior->create(ALLLIFE,bianhao);        

         cout<<this->quarterName;

         Warrior->CommonBurnPrint(Warrior->getNum());

         cout<<" in "
         <<this->quarterName
         <<" headquarter"
         <<endl;

         Warrior->selfBurnPrint();

         warrior_house.push_back(Warrior);

         return true;
     }
     return false;
 }

 int main(int argc, char const *argv[])
 {

     int Case;
     int alllife,lionlife,ninjialife,dragonlife,wolflife,icemanlife;

     cin>>Case;
     cin>>alllife;
     cin>>dragonlife>>ninjialife>>icemanlife>>lionlife>>wolflife;
     cout<<"case:"<<Case<<endl;

     int warriorLife[] = {dragonlife,ninjialife,icemanlife,lionlife,wolflife};

     warrior * ninja = new Ninja(ninjialife);

 /*  No.1 for dragon
     No.2 fir ninja
     No.3 for iceman
     No.4 for lion
     No.5 for wolf
 */
     int dragon_No = ;
     int ninja_No  = ;
     int iceman_No = ;
     int lion_No   = ;
     int wolf_No   = ;

     std::vector<int> red_list;
     red_list.push_back(iceman_No);
     red_list.push_back(lion_No);
     red_list.push_back(wolf_No);
     red_list.push_back(ninja_No);
     red_list.push_back(dragon_No);

     std::vector<int> blue_list;
     blue_list.push_back(lion_No);
     blue_list.push_back(dragon_No);
     blue_list.push_back(ninja_No);
     blue_list.push_back(iceman_No);
     blue_list.push_back(wolf_No);

     headquarter red("red",alllife,red_list,warriorLife);
     headquarter blue("blue",alllife,blue_list,warriorLife);

     int time = ;
     bool red_result = true;
     bool blue_result = true;
     while()
     {
         if(red_result)
             red_result = red.warriorBurn(time);
         if(blue_result)
             blue_result = blue.warriorBurn(time);
         if(red_result || blue_result)
         {
             time++;
             continue;
         }
         break;
     }

     return ;

 }