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驾校网站建设方案,论坛网页制作,班级网站模板,中国建设教育网证件查询文章目录前言一、多态的概念二、多态的定义以及实现三、抽象类四、多态的原理1. 虚函数表2. 多态的原理3. 动态绑定与静态绑定前言 本文中的代码都是在X64环境下编译运行的#xff0c;涉及的指针都是8bytes#xff0c;切换其他平台需要考虑指针问题。 一、多态的概念 多态是…文章目录前言一、多态的概念二、多态的定义以及实现三、抽象类四、多态的原理1. 虚函数表2. 多态的原理3. 动态绑定与静态绑定前言本文中的代码都是在X64环境下编译运行的涉及的指针都是8bytes切换其他平台需要考虑指针问题。一、多态的概念多态是面向对象编程的三大特性之一封装、继承、多态指同一个操作作用于不同的对象可以有不同的解释产生不同的执行结果。多态分为两类编译时多态静态多态函数重载、运算符重载运行时多态动态多态通过虚函数实现二、多态的定义以及实现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。那么在继承中要构成多态还有两个条件a. . 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数b. 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虚函数虚函数即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。classPerson{public:virtualvoidBuyTicket(){cout买票-全价endl;}};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。classPerson{public:virtualvoidBuyTicket(){cout买票-全价endl;}};classStudent:publicPerson{public:virtualvoidBuyTicket(){cout买票-半价endl;}voidFunc(Personp){p.BuyTicket();}intmain(){Person ps;Student st;Func(ps);Func(st);return0;}注意虚函数重写的两个例外协变(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。classA{};classB:publicA{};classPerson{public:virtualA*f(){returnnewA;}};classStudent:publicPerson{public:virtualB*f(){returnnewB;}};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看起来违背了重写的规则但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。//下⾯的代码我们可以看到如果~A()不加virtual那么delete p2时只调⽤的A的析构函数没有调⽤B的析构函数就会导致内存泄漏问题因为~B()中在释放资源。classA{public:virtual~A(){cout~A()endl;}};classB:publicA{public:~B(){cout~B()-delete:_pendl;delete_p;}protected:int*_pnewint[10];};// 只有派⽣类Student的析构函数重写了Person的析构函数下⾯的delete对象调⽤析构函数才能//构成多态才能保证p1和p2指向的对象正确的调⽤析构函数。intmain(){A*p1newA;A*p2newB;deletep1;deletep2;return0;}C11提供了override和final两个关键字可以帮助用户检测是否重写。final修饰虚函数表示该虚函数不能再被重写classCar{public:virtualvoidDrive()final{}};classBenz:publicCar{public:virtualvoidDrive(){coutBenz-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。classCar{public:virtualvoidDrive(){}};classBenz:publicCar{public:virtualvoidDrive()override{coutBenz-舒适endl;}};重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比三、抽象类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。classCar{public:virtualvoidDrive()0;};classBenz:publicCar//纯虚函数也会被继承下来重写虚函数后才可以被实例化{public:virtualvoidDrive(){coutBenz-舒适endl;}};classBMW:publicCar{public:virtualvoidDrive(){coutBMW-操控endl;}};voidTest(){Car*pBenznewBenz;pBenz-Drive();Car*pBMWnewBMW;pBMW-Drive();}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。四、多态的原理1. 虚函数表classBase{public:virtualvoidFunc1(){coutBase:Func1()endl;}protected:int_b1;char_chx;};sizeof(Base)是多少通过观察测试我们发现b对象是16bytes除了_b _ch 成员还多一个__vfptr放在对象的前面(注意有些平台可能会放到对象的最后面这个跟平台有关)对象中的这个指针我们叫做虚函数表指针(v代表virtualf代表function)。一个含有虚函数的类中都至少都有一个虚函数表指针因为虚函数的地址要被放到虚函数表中虚函数表也简称虚表。接着分析针对上面的代码我们做出以下改造我们增加一个派生类Derive去继承BaseDerive中重写Func1Base再增加一个虚函数Func2和一个普通函数Func3classBase{public:virtualvoidFunc1(){coutBase:Func1()endl;}virtualvoidFunc2(){coutFunc2()endl;}voidFunc3(){coutFunc3()endl;}protected:int_b1;char_chx;};classDerive:publicBase{public:virtualvoidFunc1(){coutDerive:Func1()endl;}private:int_d2;};voidtest(){Base b;Derive d;}intmain(){test();return0;}通过观察和测试派生类对象d中也有一个虚表指针d对象由两部分构成一部分是父类继承下来的成员虚表指针也就是存在部分的另一部分是自己的成员。基类b对象和派生类d对象虚表是不一样的这里我们发现Func1完成了重写所以d的虚表中存的是重写的Derive::Func1所以虚函数的重写也叫作覆盖覆盖就是指虚表中虚函数的覆盖。重写是语法的叫法覆盖是原理层的叫法。另外Func2继承下来后是虚函数所以放进了虚表Func3也继承下来了但是不是虚函数所以不会放进虚表。虚函数表本质是一个存虚函数指针的指针数组一般情况这个数组最后面放了一个nullptr。总结一下派生类的虚表生成a.先将基类中的虚表内容拷贝一份到派生类虚表中 b.如果派生类重写了基类中某个虚函数用派生类自己的虚函数覆盖虚表中基类的虚函数 c.派生类自己新增加的虚函数按其在派生类中的声明次序增加到派生类虚表的最后。虚函数存在哪的虚表存在哪的 注意虚表存的是虚函数指针不是虚函数虚函数和普通函数一样的都是存在代码段的只是他的指针又存到了虚表中。另外对象中存的不是虚表存的是虚表指针。那么虚表存在哪的呢实际我们去验证一下会发现vs下是存在代码段的2. 多态的原理classPerson{public:virtualvoidBuyTicket(){cout买票-全价endl;}};classStudent:publicPerson{public:virtualvoidBuyTicket(){cout买票-半价endl;}};voidFunc(Personp){p.BuyTicket();}intmain(){Person Mike;Func(Mike);Student Johnson;Func(Johnson);return0;}3. 动态绑定与静态绑定静态绑定又称为前期绑定(早绑定)在程序编译期间确定了程序的行为也称为静态多态比如函数重载动态绑定又称后期绑定(晚绑定)是在程序运行期间根据具体拿到的类型确定程序的具体行为调用具体的函数也称为动态多态。