c++|多态
- 1 多态的概念
- 2 多态的定义及其实现
- 2.1 满足多态的条件
- 2.2 虚函数
- 2.3 虚函数的重写
- 2.4 析构函数适合加virtural吗
- 2.4 C++11 override 和 final
- 2.5 三个概念的对比
- 3 多态的原理
- 4 抽象类
- 4.1 概念
- 4.2 纯虚函数
1 多态的概念
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。
2 多态的定义及其实现
```cpp
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; }/*注意：在重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，虽然也可以构成重写(因为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范，不建议这样使用*//*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;
}
2.1 满足多态的条件
那么在继承中要构成多态还有两个条件：
- 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
- 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
2.2 虚函数
即被virtural修饰的类成员函数
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。
有两个例外：
-
协变(基类与派生类虚函数返回值类型不同)
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。（了解） -
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
协变
class Person {
public:virtual A* f() { cout << "Person: " << endl;return new A; }
};
class Student : public Person {
public:virtual B* f() { cout << "Student:" << endl;;return new B; }
};
void Func(Person& p)
{p.f();
}
int main()
{Person p;Student s;Func(p);Func(s);return 0;
}
2.4 析构函数适合加virtural吗
class Person {
public:~Person() {cout << "~Person" << endl;}
};class Student : public Person {int* ptr = new int[10];
public:~Student() {delete ptr;cout << "~Student" << endl;}
};int main()
{Person * p1 = new Person();Person* p2 = new Student();// 都调用 Persondelete p1;delete p2;return 0;
}
所以我们建议加上 vitural
2.4 C++11 override 和 final
final：修饰虚函数，表示该虚函数不能再被重写
class Car
{
public:virtual void Drive() final {}
};
class Benz :public Car
{
public:virtual void Drive() {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};
- 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 三个概念的对比
3 多态的原理
class Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }int _i = 1;
};
class Student : public Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }int _j = 2;
};
void Func(Person& p)
{p.BuyTicket();
}
int main()
{Person Mike;Func(Mike);Student Johnson;Func(Johnson);return 0;
}
每个有虚函数的对象，都有个一个虚函数表指针,每个虚函数都进入了虚函数表中。
- 观察下图的红色箭头我们看到，p是指向mike对象时，p->BuyTicket在mike的虚表中找到虚
函数是Person::BuyTicket。 - 观察下图的蓝色箭头我们看到，p是指向johnson对象时，p->BuyTicket在johson的虚表中
找到虚函数是Student::BuyTicket。 - 这样就实现出了不同对象去完成同一行为时，展现出不同的形态
满足多态以后的函数调用，不是在编译时确定的，是运行起来以后到对象的中取找的。不满足多态的函数调用时编译时确认好的。
验证每个虚函数都进入了函数指针表中
class Base {
public:virtual void func1() { cout << "Base::func1" << endl; }virtual void func2() { cout << "Base::func2" << endl; }
private:int a;
};
class Derive :public Base {
public:virtual void func1() { cout << "Derive::func1" << endl; }virtual void func3() { cout << "Derive::func3" << endl; }virtual void func4() { cout << "Derive::func4" << endl; }
private:int b;
};
typedef void (*VFPTR) () ;
VFPTR p2[10];
void PrintVFT(VFPTR* arr)
{for (int i = 0; i < 4; i++) {printf("%p\n", arr[i]);VFPTR pf = arr[i];(*pf)();}}int main()
{Derive d;VFPTR* ptr = (VFPTR*)(*(int*)(&d));PrintVFT(ptr);return 0;
}
4 抽象类
4.1 概念
有纯虚函数的类称为抽象类，抽象类不能实例化。
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。
4.2 纯虚函数
在虚函数的后面写上 =0 ，则这个函数为纯虚函数。
class Car
{
public:
virtual void Drive() = 0;
};
class Benz :public Car
{
public:virtual void Drive(){cout << "Benz-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();
}
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