C++多态

2024-02-05 04:40:01
开发
46

1、多态的概念

1.1概念引入：

我们在日常去景点、坐火车等地方，都需要买票，而对成年人是要求购买全价票。对学生而言需要购买半价票。这个场景是怎么样实现的呢？怎么同样是一个人，如何能清晰的区分该购买哪一种价格的票呢？

C++中，我们引入多态这个概念，通俗的讲，多态就是多种形态；当去完成某个行为的时候，不同的对象完成会产生不同的结果。

所以，对于买票而言，我们成年人去买，后台会让给我们购买全票，学生去买，只会买半价票。

2、多态的实现

多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。比如 Student 继承了

Person 。 Person 对象买票全价， Student 对象买票半价。

2.1虚函数

虚函数：即被 virtual 修饰的类成员函数称为虚函数。

class Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

虚函数的重写

虚函数的重写也叫覆盖， 派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数 ( 即派生类虚函数与基类虚函数的 返回值类型、函数名字、参数列表完全相同，简称三同 ) ，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。

2.2构成条件

2.2.1多态有两个构成的必要条件

1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数（只能是基类的指针或者引用，派生类不行）

2. 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写

class Person {
public:
	virtual void BuyTicket()
	{ 
		cout << "买票-全价" << endl; 
	}
};
class Student : public Person {
public:
	virtual void BuyTicket() //子类虚函数重写父类虚函数
	{
		cout << "买票-半价" << endl; 
	}
};
void Func(Person& p)//基类引用调用虚函数
{
	p.BuyTicket();
}
int main()
{
	Person ps;
	Student st;
	Func(ps);//传父类对象调用父类
	Func(st);//传子类对象调用子类
	//st传给p——切割出子类中父类那部分，去调用子类的虚函数
	return 0;
}

另外需要注意，基类虚函数的virtual是不能省略的，省略就不会构成多态派生类的虚函数中virtual可以省略，因为虚函数的重写本质是对基类虚函数实现部分的重写，函数声明会继承下来。

2.2.2虚函数重写的两个例外

1.协变——基类与派生类虚函数返回值类型不同

派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指

针或者引用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时，称为协变。

也就是说派生类虚函数返回类型（指针或引用）如果是基类的派生类的话仍构成多态。

例如：

class A 
{};
class B : public A 
{};
class Person {
public:
	virtual A* f() 
	{
		return new A;
	}
};
class Student : public Person {
public:
	virtual B* f() //基类和派生类虚函数返回类型不一样，但B是A的子类，所以仍然构成多态
	{
		return new B;
	}
};

2.析构函数的重写

如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加 virtual 关键字，

都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同，

看起来违背了重写的规则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处

理，编译后析构函数的名称统一处理成 destructor 。

注意：只要基类的析构函数是虚函数，那么派生类的析构都会重写

class Person {
public:
	virtual ~Person()//编译后析构函数名字统一都叫destructor
	{ 
		cout << "~Person()" << endl;
	}
};
class Student : public Person {
public:
	virtual ~Student() //编译后析构函数名字统一都叫destructor
	{ 
		cout << "~Student()" << endl;
	}
};
int main()
{
	Person* p1 = new Person;
	Person* p2 = new Student;
	delete p1;//p1->~Person();
	delete p2;//p2->~Student();
	return 0;
}

C++11提供了两个关键字，final和override；

final修饰的类表示该类不能被继承，final修饰的虚函数，表示该虚函数不能被子类重写；

override修饰派生类的虚函数，表示检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错。

区分对比函数重载、隐藏、重写

3、抽象类

在虚函数的后面写上 =0 ，则这个函数为纯虚函数。 包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口

类），抽象类不能实例化出对象 。派生类继承后也不能实例化出对象，只有重写纯虚函数，派生

类才能实例化出对象。纯虚函数规范了派生类必须重写，另外纯虚函数更体现出了接口继承。

class Car
{
public:
	virtual void Drive() = 0;
};
class Benz :public Car
{
public:
	virtual void Drive()
	{
		cout << "Benz-灯光效果好看，氛围好，舒适" << endl;
	}
};
class BMW :public Car
{
public:
	virtual void Drive()
	{
		cout << "BMW-操控" << endl;
	}
};
void Test()
{
	Car* pBenz = new Benz;
	pBenz->Drive();
	Car* pBMW = new BMW;
	pBMW->Drive();
}

例如这个Car类，车是一个大类，它并不能实例化出什么对象，没有任何意义。这个时候我们在它的虚函数的后面加上=0，让它成为一个抽象类。

抽象类的意义是强制让派生类重写虚函数，因为如果不重写的话，子类依旧是抽象类。

我们上面提到虚函数的重写是对实现部分的重写，所以它是一个接口继承。而我们普通函数继承的是实现，叫实现继承。

4、多态的原理

class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Func1()" << endl;
	}
private:
	int _b = 1;
};
int main()
{
	cout << sizeof(Base) << endl;
	return 0;
}

这个类的大小是多少（32位）下，大家肯定觉得是4字节，其实不然

很多人疑惑，为什么是8呢？其实类里面有虚函数，创建的对象里面还有一个虚表指针_vfptr

那这个是什么多西呢？虚表指针？虚表的地址？虚表又是什么？其实虚表是虚函数数组，这个数组里面存放的是虚函数的地址。因为能力有限，所以我认为我把虚表指针的底层给大家讲不明白，推荐大家自己在老师讲课的时候重点注意这块，或者自己在网上找一些课程研究，实在是对我来是目前还没有掌握透彻，抱歉啦。

原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_67131528/article/details/136022795 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1754243430374051840.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

阅读全部