如何在C++链表中链入不同类型对象
似乎你也注意到了,不管怎么定义,好像一个C++链表中的对象都是同一类型的。而实际上,这也是必须的,否则,返回节点中的数据这样的函数的返回值的类型是什么呢?但是,人的要求是无止境的。把不同的对象链在一个链表中的目的是为了方便使用,现在一定记住这个原则,后面的讨论都是基于这个原则的。
达到这个目标的原理其实很简单,只要把不同类型的对象变成同样的类型就可以了。看下面的结构定义:
struct Mobject { void *p; int ObjectType; };
将一个对象链入链表时,将指向这个对象的指针赋给p,同时记录对象类型。当取得这个节点的时候,根据ObjectType的值来确定p指的对象类型,从而还原指针类型,也就得到了原来的对象。
后面讲到的广义表实际上采用的就是这种方法。显而易见的,这样的Mobject支持的对象是预先确定的,你将自己维护ObjectType列表,每添加一种类型的支持,你需要在ObjectType列表中给出它的替代值,然后在相应的switch(ObjectType)给出这种类型的case语句。很烦人是吧,下面给出另一种方法,其实还是这个原理,不同的是,把这个烦人的工作交给编译器了。
还记得前边强调的原则吗,为什么我们将不同类型的对象放在一个链表中呢?很显然,我们想达到这样的一个效果:比如说,我们在一个链表中储存了三角形,直线,圆等图形的参数,我们希望对某个节点使用Draw()方法,就重绘这个图形;使用Get()则得到这个图形的各个参数;使用Put()则修改图形的参数。可以看出,这些不同的对象实际上有同样的行为,只是实现的方法不同。
C++的多态性正好可以实现我们的构想。关于这方面,请参阅相关的C++书籍(我看的是《C++编程思想》)。请看如下的例子:
#ifndef Shape_H #define Shape_H class Shape { public: virtual void Input() = 0; virtual void Print() = 0; Shape(){}; virtual ~Shape(){}; }; #endif
【说明】定义一个抽象基类,有两个行为,Input()为输入图形参数,Print()为打印图形参数。图省事,只是简单的说明问题而已。
#ifndef Point_H #define Point_H class Point { public: void Put() { cout << "x坐标为:"; cin >> x; cout << "y坐标为:"; cin >> y; } void Get() { cout << endl << "x坐标为:" << x; cout << endl << "y坐标为:" << y; } virtual ~Point(){}; private: int x; int y; }; #endif
【说明】点的类定义与实现。
#ifndef Circle_H #define Circle_H #include "Shape.h" #include "Point.h" class Circle : public Shape { public: void Input() { cout << endl << "输入圆的参数"; cout << endl << "输入圆心点的坐标:" << endl; center.Put(); cout << endl << "输入半径:"; cin >> radius; } void Print() { cout << endl << "圆的参数为"; cout << endl << "圆心点的坐标:" << endl; center.Get(); cout << endl << "半径:" << radius; } virtual ~Circle(){}; private: int radius; Point center; }; #endif
【说明】圆的类定义与实现。继承Shape类的行为。
#ifndef Line_H #define Line_H #include "Shape.h" #include "Point.h" class Line : public Shape { public: void Input() { cout << endl << "输入直线的参数"; cout << endl << "输入端点1的坐标:" << endl; point1.Put(); cout << endl << "输入端点2的坐标:" << endl; point2.Put(); } void Print() { cout << endl << "直线的参数为"; cout << endl << "端点1的坐标:"; point1.Get(); cout << endl << "端点2的坐标:"; point2.Get(); } virtual ~Line(){}; private: Point point1; Point point2; }; #endif
【说明】直线类的定义与实现。继承Shape的行为。
#ifndef ListTest_H #define ListTest_H #include #include "List.h" #include "Circle.h" #include "Line.h" void ListTest_MObject() { List a; Shape *p1 = new Circle; Shape *p2 = new Line; p1->Input(); p2->Input(); a.Insert(p1); a.Insert(p2); Shape *p = *a.Next(); p->Print(); delete p; a.Put(NULL); p = *a.Next(); p->Print(); delete p; a.Put(NULL); } #endif
【说明】这是测试函数,使用方法是在含有main()的cpp文件头部加入#include “ListTest.h”,然后调用ListTest_Mobject()。这是一个简单的例子,可以看出,删除这样的链表节点需要两个步骤,先delete链表节点data域里指针所指的对象,然后才能删除链表节点。同样,析构这样链表的时候,也需要注意这个问题。不然的话,你的程序运行一次内存就少一点(可能不是这样,据说操作系统在程序中止时可以回收动态内存,但后面的结论是对的),如果是个频繁调用的函数,当运行一段时间后,你的系统就瘫痪了。所以,使用这样的链表最好是派生一个新的链表类,实现相应的操作。例如这样: