c++虚函数详解(多态特性)

news/2024/10/23 5:31:17/

1.c++多态的概念

多态是c++的特征之一

多态的分类:静态多态(静态联编)、动态多态(动态联编)

静态多态(静态联编):函数入口地址 是在 编译阶段 确定(运算符重载、函数重载)

动态多态(动态联编):函数入口地址 是在 运行阶段 确定(虚函数)

2.什么是向上类型转换

即:定义一个父类引用指针指向子类对象,通过父类指针或 引用来操作子类对象

示例代码如下:

#include <iostream>
using namespace std;class Animal
{
public:void sleep(void){cout<<"animal 动物在睡觉"<<endl;}
};class Cat:public Animal
{
public:void sleep(void){cout<<"Cat 猫在睡觉!! 喵喵"<<endl;}
};
int main()
{//用基类(指针或引用) 保存 子类对象(向上转换)Animal *p = new Cat;p‐>sleep();//调用的是基类的sleepCat cat;Animal &ob = cat;ob.sleep();//调用的是基类的sleepreturn 0;
}

可见两次都是打印的基类中的sleep函数,而不是子类中的sleep函数。

 上图也解释了为什么只能打印基类中的sleep函数,因为这个基类指针(引用)只能操作Cat中的基类部分,而不能访问到Cat部分。

3.想用基类指针(引用)访问子类对象中的成员 要使用虚函数

虚函数允许子类重新定义父类中的成员函数,这种方法称为覆盖。即在父类中声明这个函数的时候

使用virtual关键字修饰。

如果一个函数在基类中被声明为 virtual,那么在所有派生类中它都是 virtual 的.

#include <iostream>using namespace std;
class Animal
{
public://虚函数 本质 是一个函数指针变量virtual void sleep(void){cout<<"animal 动物在睡觉"<<endl;}
};
class Cat:public Animal
{
public:virtual void sleep(void){cout<<"猫在睡觉!!喵喵"<<endl;}
};
int main()
{Animal *p = new Cat;p‐>sleep();//调用的是cat中sleepreturn 0;
}

 这样就能访问父类中的sleep函数。原因如下:

当一个基类中有虚函数时,里面会产生虚指针,同时会产生一个虚函数表

没有涉及到继承的时候,虚函数表里面存储的就是当前类里的虚函数入口地址;

当涉及到继承时,子类会继承父类中的虚指针和虚函数表编译器会自动将子类中的虚函数放入虚函数表中,于是这个虚指针遍历虚函数表时,拿到的就是子类中的虚函数地址;

上图中定义了基类指针 Animal *p = new Cat,然后p‐>sleep()调用函数,此时p的访问也是没有越界的,访问的仍然是Cat中的基类部分,只不过此时虚函数表中保存的是子类sleep函数地址,所以访问的是子类sleep函数。

  • :C++的动态捆绑机制是怎么样的?

首先,我们看看编译器如何处理虚函数。 当编译器发现我们的类中有虚函数的时候,编译器会

创建一张虚函数表,把虚函数 的函数入口地址放到虚函数表中,并在类中秘密增加一个虚指针,

这个指针就是 vpointer(缩写 vptr),这个指针是指向对象的虚函数表。在多态调用的时候,根据 

vptr指针,找到虚函数表来实现动态绑定。

4.虚函数的应用案例(基类指针、引用 作为函数的参数)

 示例代码:

#include <iostream>using namespace std;
class Base
{
public://虚函数 本质 是一个函数指针变量virtual void sleep(){cout<<"父亲在睡觉"<<endl;}
};
class Son1:public Base
{
public:void sleep(){cout<<"Son1在安静睡觉"<<endl;}
};
class Son2:public Base
{
public:void sleep(){cout<<"Son2在轻度睡觉"<<endl;}
};
class Son3:public Base
{
public:void sleep(){cout<<"Son3在雨声睡觉"<<endl;}
};
class Son4:public Base
{
public:void sleep(){cout<<"Son4在鼾声如雷睡觉"<<endl;}
};
//以基类指针作为函数参数 函数就可以操作所有子类
void sleepFun(Base &ob)
{ob.sleep();
}int main(int argc, char *argv[])
{Son1 ob1;    //初始化子类对象Son2 ob2;Son3 ob3;Son4 ob4;sleepFun(ob1);sleepFun(ob2);sleepFun(ob3);sleepFun(ob4);return 0;
}


http://www.ppmy.cn/news/76005.html

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