C++面向对象编程实践：学生类继承与平均成绩计算

资源摘要信息: 在本节内容中，将涉及到面向对象编程（OOP）中的几个关键概念，包括抽象类、虚函数、继承以及类的构造与析构。我们将具体分析如何在C++语言环境中实现一个简单的学生类继承体系，并讨论与之相关的设计模式和内存管理。 首先，我们来定义一个抽象学生类CStudent，这个类的特点在于它不能被直接实例化，需要通过继承的方式由子类实现具体的成员函数。在这个类中，我们定义了一个名为Average()的公有成员函数，它是一个虚函数，这意味着其在派生类中可以被覆盖（override）以提供具体实现。在C++中，虚函数主要用于实现多态性。 接下来，我们定义了两个继承自CStudent的派生类：CStudentLiberalArts和CStudentScience。这两个类分别代表文科学生和理科学生，它们各自拥有一组特定的课程成绩作为整型成员变量。为了操作这些成绩数据，每个派生类中都包含了设置和获取成绩的公有成员函数。此外，这两个类还各自实现了Average()函数，用于计算学生的平均成绩。在这里，我们可以观察到多态的使用，即通过基类指针调用不同派生类的Average()函数。 在主函数部分，我们通过动态内存分配（使用new关键字）创建了4个学生对象，并将它们的地址存储在一个指针数组pStu中。具体操作是创建2个文科学生对象和2个理科学生对象，然后通过循环遍历这个指针数组，调用每个对象的Average()函数来计算平均成绩。最后，我们使用delete[]释放了动态分配的对象数组，确保了程序的内存安全。 为了进一步理解这些知识点，我们将会详细解释以下概念： 1. 抽象类：在C++中，含有至少一个纯虚函数的类被称为抽象类。纯虚函数是一个未实现的函数，在基类中没有具体的函数体。抽象类不能直接被实例化，但可以作为派生类的基类。 2. 虚函数：在基类中被声明为virtual的成员函数，允许派生类对它进行覆盖，实现多态。当通过基类的指针或引用来操作对象时，程序会根据对象的实际类型调用相应的函数版本。 3. 继承：在面向对象编程中，继承是创建新类的一种方式，新类可以继承现有类的属性和方法。继承可以增加代码的复用性，同时也可以为派生类添加新的属性和方法。 4. 类的构造与析构：构造函数用于初始化对象，通常包括成员变量的初始化。析构函数则在对象生命周期结束时被自动调用，用于执行清理工作，比如释放内存资源。 5. 动态内存分配：在C++中，可以使用new和delete（或delete[]）操作符来动态地分配和释放内存。动态内存分配允许程序在运行时决定内存的分配和释放，这对于创建大小不定的数组或对象非常有用。 6. 多态性：在面向对象编程中，多态性是指允许不同类的对象对同一消息做出响应的能力。实现多态性的一种常见方式是使用虚函数，它允许派生类重写基类中的函数。 7. 内存管理：在使用new分配内存后，必须确保有对应的delete操作来释放内存，防止内存泄漏。内存泄漏是指分配的内存没有得到适当的释放，导致内存资源逐渐耗尽，进而影响程序的性能甚至稳定性。 通过这些知识点的学习，我们可以更好地理解面向对象编程的核心概念，并在实际编程中运用这些概念来设计和实现更加灵活和可维护的软件系统。