【M33】将非尾端类设计为抽象类

1、考虑下面的需求，软件处理动物，Cat与Dog需要特殊处理，因此，设计Cat和Dog继承Animal。Animal有copy赋值（不是虚方法），Cat和Dog也有copy赋值。考虑下面的情况：
Cat cat1;
Cat cat2;
Animal *a1 = &cat1;
Animal *a2 = &cat2;
*a1 = *a2;
思考*a1 = *a2会有什么问题？ copy赋值不是虚方法，根据表面类型，调用Animal的copy赋值，这就导致所谓的部分赋值，cat2的Animal成分赋值给cat1的Animal成分，二者的Cat成分保持不变。

2、怎么解决上面的问题？
将Animal的copy赋值声明为virtual方法，如下：
virtual Animal& operator=(const Animal &rhs);
Cat和Dog重写：
virtual Cat& operator=(const Animal &rhs);
virtual Dog& operator=(const Animal &rhs);
这里使用了C++语言后期的一个特性，即协变，返回的引用更加具体。但是，对于形参表，重写必须保证保持一致。将copy赋值声明为virtual，解决了部分赋值的问题。但是，引入了一个新的问题。如下：
Cat cat；
Dog dog;
Animal* a1 = &cat;
Animal* a2 = &dog;
*a1 = *a2;
这是异型赋值，左边是Cat，右边是Dog。C++是强类型语言，一般情况下，异型赋值不合法，不会造成问题。但是，这种情况下导致异型赋值合法。对于指针解引用的情况，我们期望同型赋值是合法的，异型赋值是非法的。容易想到的办法是，在重写的copy赋值中，使用dynamic_cast进行同型判断。比如Cat的copy赋值，首先判断rhs是不是Cat，如果是，就赋值，如果不是，抛出异常。
我们知道，使用dynamic_cast效率低，考虑下面的情况，cat1 = cat2; 即使cat1与cat2的表面类型就是Cat，也会调用Cat& operator=(const Animal &rhs),进行一次dynamic_cast的运算，这不是我们所期望的。解决办法是：增加一个过载方法，编译器编译时，根据表面类型确定方法的调用。如下：Cat& operator=(const Cat &rhs)。同时对于重写的方法，可以调用前面的方法，如下：
Cat& operator=(const Animal &rhs)
{
return operator=(dynamic_cast<Cat&>(rhs));
}

3、运行期的类型检查，dynamic_cast的使用应该尽量避免。因为，首先效率低，其次，有些编译器还不支持dynamic_cast，不具有移植性。有没有更好的办法？
导致问题的原因是，对于指针解引用的赋值，父类的copy赋值不是虚方法，导致部分赋值。
因此，解决办法是，提取一个抽象类AbstractAnimal，将copy赋值声明为protected，子类可以调用，表面类型是抽象类的指针解引用赋值，不能调用。增加一个Animal类，继承AbstractAnimal。
对于抽象类，内部至少要有一个纯虚方法，很自然地将析构方法声明为纯虚方法。对于纯虚方法，需要注意：
a、纯虚方法意味着当前类为抽象类，不能实例化。
b、纯虚方法要求子类必须重写。
c、特别注意，纯虚方法一般不提供实现，但是允许提供实现，子类也可以调用。如果析构方法为纯虚方法，必须要提供实现。因为子类调用自身的析构方法后，必定会去调用父类的析构方法。

4、考虑，具体基类没有字段，是不是就不需要上述的抽象类了？这有两个问题，首先现在没有字段，以后可能会有字段，其次如果一个类没有字段，一开始就应该是一个抽象类。

5、结论，对于继承体系中的非尾端类，应该设计为抽象类，如果使用外界的程序库，需要做一下变通。