清华大学郑莉C++语言设计：异常处理、多态与继承详解

C++语言程序设计是一门重要的计算机科学课程，清华大学郑莉教授的课后答案涵盖了丰富的知识点。以下是对部分关键知识点的详细解析： 1. 异常处理：在C++编程中，当程序遇到无法处理的错误时，可以使用`throw`表达式抛出异常，随后通过`try-catch`语句来捕获并处理这些异常，确保程序的健壮性。 2. 抽象类与纯虚函数：在面向对象设计中，包含至少一个纯虚函数（`virtual void show() = 0;`）的类称为抽象类，它不提供具体实现，主要用于作为基类，用于派生类的多态行为。 3. 流的概念：流数据抽象是C++对输入输出操作的一种抽象，读取数据的操作通常被称为“提取”，而写入数据的操作称为“插入”。它们使得数据传输过程更加统一和灵活。 4. 多态实现：C++中的多态性主要通过函数重载（根据函数参数类型或个数的不同来调用不同的函数）、运算符重载（自定义运算符的行为）以及虚函数（在基类中声明，派生类可以重写）来实现。 5. 类和继承：类的继承关系中，派生类（子类）从基类（父类）继承属性和方法。私有继承意味着基类的所有公有和受保护成员在派生类中变为私有的，只有通过派生类的公共接口可以访问。 6. 指针和内存管理：`const int* ptr`类型的指针表示指向常量整数的指针，其值不可更改，但指针本身可以改变指向。对象的生存期是指从创建到销毁的时间段。 7. 面向对象特性：C++的面向对象特性包括抽象、封装、继承和多态，其中抽象通过抽象类和纯虚函数实现，封装则是隐藏对象的内部细节，多态则支持同一种接口下多种行为。 8. 类的成员访问：默认情况下，类的成员具有私有访问权限，这意味着外部只能通过公共接口（如成员函数）访问类的内部状态。 9. 流的概念与操作：流在C++中扮演着数据管道的角色，连接生产者（数据源）和消费者（数据使用者），管理数据的流动。 10. 继承与派生：继承允许子类继承父类的特性（继承）；派生则是基于已有类创建新类，增加新特性的过程。C++提供了私有、公有和受保护三种继承方式。 11. 指针的特性：指针的值可以改变，但通过常量指针不能直接修改所指对象的值，只能改变指针自身指向的地址。 12. 静态成员：静态成员函数只访问静态成员变量或静态成员函数，与类实例无关。 13. 构造函数与析构函数：构造函数用于初始化对象，析构函数在对象生命周期结束时自动调用，清理资源。它们都是特殊类型的方法，没有返回值。 14. 多态实现：多态性是通过函数重载、运算符重载和虚函数的组合来实现的，允许在运行时动态确定调用哪个函数。 15. 抽象类的作用与声明：抽象类用于定义接口，不提供具体实现，通常声明为`virtual`类，并包含一个或多个纯虚函数。例如，`class AbstractClass { virtual void display() = 0; }`。 16. 指针与拷贝构造函数：拷贝构造函数用于创建新对象的副本，形参通常是本类对象的引用，确保对象的复制操作正确进行。 17. 静态成员的限制：静态成员变量不能直接通过类的对象实例访问，必须通过类名或对象名间接访问。 以上知识点概述了C++语言程序设计的核心概念，对于理解和编写高效、健壮的C++程序至关重要。