1. 多态的概念
1.1 概念
多态的概念:通俗来说,就是多种形态,具体点就是去完成某个行为,当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。
举个栗子:比如买票这个行为,当普通人买票时,是全价买票;学生买票时,是半价买票;军人买票时是优先买票。
2. 多态的定义及实现
2.1多态的构成条件
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。
class Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};class Student : public Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
};
void Func(Person& p)
{p.BuyTicket();
}
int main()
{Person ps;Student st;Func(ps);Func(st);return 0;
}
那么在继承中要构成多态还有两个条件:
1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
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
BuyTicker就是虚函数,要构成多态就必须完成虚函数的重写,而且必须通过基类的指针或者引用调用这个虚函数。
2.2 虚函数
虚函数:即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。
2.3虚函数的重写
虚函数的重写(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),称子类的虚函数重写了基类的虚函数。
class Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};class Student : public Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
};
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。
有些选择题可能会出,虚函数重写的返回值类型不一定相同,协变就是一个例外。
class A {};
class B : public A {};
class Person {
public:virtual A* f() { return new A; }
};
class Student : public Person {
public:virtual B* f() { return new B; }
};int main()
{Person* p=new Student;p->f();return 0;
}
2. 析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)
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。
如果使用基类的指针指向一个派生类,就会出现内存泄漏的情况,因为派生类的析构函数并没有调用。解决方法就是让派生类和基类的析构函数完成重写。
class Person {
public:~Person() { cout << "~Person()" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
int main()
{Person* p1 = new Person;Person* p2 = new Student;delete p1;delete p2;return 0;
}
还需要注意的点是,如果去掉基类的virtual,那么两个fun函数就不构成重写,而是隐藏。
但是去掉派生类的virtual,还是构成重写。
2.4 C++11 override 和 final
C++对函数重写的要求比较严格,但是有些情况下由于疏忽,可能会导致函数名字母次序写反而无法构成重载,而这种错误在编译期间是不会报出的,只有在程序运行时没有得到预期结果才来debug会得不偿失,因此:C++11提供了override和final两个关键字,可以帮助用户检测是否重写。
1. final:修饰虚函数,表示该虚函数不能再被重写
final也可以放在类名后面,表示不能被继承。
class Car
{
public:virtual void Drive() final {}
};
class Benz :public Car
{
public:virtual void Drive() {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};
2. override: 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
class Car {
public:virtual void Drive() {}
};
class Benz :public Car {
public:virtual void Drive() override { cout << "Benz-舒适" << endl; }
};
2.5 重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比
3. 抽象类
3.1 概念
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-豪华" << endl;}
};
class BMW :public Car
{
public:virtual void Drive(){cout << "BMW-操控" << endl;}
};
3.2 接口继承和实现继承
普通函数的继承是一种实现继承,派生类继承了基类函数,可以使用函数,继承的是函数的实现。虚函数的继承是一种接口继承,派生类继承的是基类虚函数的接口,目的是为了重写,达成多态,继承的是接口。所以如果不实现多态,不要把函数定义成虚函数。
今天的分享到这里就结束了,感谢大家的阅读!