一文解密C++中的多態(tài)機制
一.多態(tài)
1.多態(tài)的用處
眾所周知C++語言的三大特性:封裝、多態(tài)、繼承。其中多態(tài)就是去完成某個行為,但是會根據(jù)不同的對象產(chǎn)生不同的狀態(tài),所以叫多態(tài)。
2.多態(tài)的實現(xiàn)
在繼承中實現(xiàn)多態(tài)還需要兩個條件:
1.使用基類的指針或者引用來調(diào)用虛函數(shù)
2.必須在派生類對虛函數(shù)進行重寫
代碼演示如下:
class A
{
public:
virtual void func()
{
cout << "A::func()" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void func()
{
cout << "B::func()" << endl;
}
};
int main()
{
B b;
A& a = b;
a.func();
return 0;
}
3.虛函數(shù)
用virtual修飾的類成員函數(shù)叫做虛函數(shù),雖然與虛擬繼承用的是同一關(guān)鍵字但是兩者并無關(guān)聯(lián)。
virtual void func(){cout << "A::func()" << endl;}派生類的重寫:
重寫需要在派生類中編寫與基類相同的虛函數(shù):返回類型相同(協(xié)變除外)、函數(shù)名相同、參數(shù)相同(缺省值可不同),然后函數(shù)具體實現(xiàn)的不同,來完成多態(tài)。
協(xié)變
協(xié)變允許基類派生類虛函數(shù)的返回值不同,但是要求返回值是互為父/子類的指針或者引用。如下所示:
class A
{
public:
A(int a = 1)
:_a(a) {}
virtual A* func(int val = 0)
{
cout << val<< endl;
return new A;
}
private:
int _a;
};
class B : public A
{
public:
B(int b = 1)
:_b(b) {}
virtual B* func(int val = 1)
{
cout << val<< endl;
return new B;
}
private:
int _b;
};
int main()
{
B b;
A& a = b;
a.func();
return 0;
}
上圖中,如果返回的不是本身自己父子類的指針/引用,則可以交換順序!需要注意的是在派生類重寫基類的虛函數(shù)可以不加virtual
析構(gòu)函數(shù)的重寫
如果基類重寫的析構(gòu)函數(shù),在派生類可以不加virtual也可以完成重寫(因為編譯器將析構(gòu)函數(shù)的名稱統(tǒng)一處理成destructor。)
4.override 和 final
這兩個關(guān)鍵字都是C++11的新語法,final修飾虛函數(shù) 使得虛函數(shù)不可以重寫。
override 可以在派生類函數(shù)檢查是否重寫的基類虛函數(shù),如果沒有就 報錯。
如果不想類被繼承可以采用:將構(gòu)造函數(shù)設(shè)為私有、將類用final修飾為最終類
5.重載重寫與重定義
重載:兩個函數(shù)在同一作用域、函數(shù)名/參數(shù)相同
重寫:兩個函數(shù)分別在基類和派生類的作用域、函數(shù)名/參數(shù)/返回值都必須相同(協(xié)變例外)、兩個函數(shù)必須是虛函數(shù)
隱藏(重定義)兩個函數(shù)分別在基類和派生類的作用域、函數(shù)名相同、兩個基類和派生類的同名函數(shù)不構(gòu)成重寫就是重定義
6.虛函數(shù)表
如果在類中定義了虛函數(shù),那么類中就會有個虛表用來存放虛表指針。
虛函數(shù)表本質(zhì)是一個存虛函數(shù)指針的指針數(shù)組
虛表中存放著虛函數(shù),同類型對象會共用一塊虛表。
子類自己的虛函數(shù)只會放到第一個父類的虛表后面,其他父類的虛表不需要存儲,因為存儲了也不能調(diào)用
有虛函數(shù)的類前4/8字節(jié)存儲的是虛表的地址。
去虛表找 看是什么對象 (多態(tài)時)
虛函數(shù)重寫只重寫函數(shù)的實現(xiàn) 缺省值會使用父類的
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