C++笔记-多态(包含虚函数,纯虚函数和虚函数表等)
1.1C++的第一个程序
1.多态的概念
多态(polymorphism)的概念:通俗来说,就是多种形态。多态分为编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态),这里我们重点讲运行时多态,编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态)。编译时多态(静态多态)主要就是我们前面讲的函数重载和函数模板,他们传不同类型的参数就可以调用不同的函数,通过参数不同达到多种形态,之所以叫编译时多态,是因为他们实参传给形参的参数匹配是在编译时完成的,我们把编译时一般归为静态,运行时归为动态。 运行时多态,具体点就是去完成某个行为(函数),可以传不同的对象就会完成不同的行为,就达到多种形态。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,是优惠买票(5折或75折);军人买票时是优先买票。再比如,同样是动物叫的一个行为(函数),传猫对象过去,就是”(>^w^<)喵“,传狗对象过去,就是"汪汪"。
2.多态的定义及实现
2.1多态的构成条件
多态是一个继承关系下的类对象,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对象优惠买票。
2.1.1实现多态还有两个必须重要条件
1.必须是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,并且完成了虚函数重写
说明:要实现多态效果,第一必须是基类的指针或引用,因为只有基类的指针或引用才能既指向基类对象又指向派生类对象;第二派生类必须对基类的虚函数完成重写/覆盖,重写或者覆盖了,基类和派生类之间才能有不同的函数,多态的不同形态效果才能达到。
这里提到了新名词:虚函数,我先演示一下多态的基本使用,下面再详细讲虚函数。



这里就是实现了多态,我们可以看到虽然func的参数是Person类型的引用,但是结果却调用了子类中的虚函数。
里面的原因就如func中所写的那样,跟ptr没关系,和ptr所指向的对象有关。
指针和引用差不多,这里我就不演示了。

注意这两个条件缺一不可:


这里就是不符合第一个条件,就没有构成多态,此时就和ptr有关了,调用BuyTicket函数就看的是调用的类型,而ptr类型是Person,故只会调用Person中的函数。
2.1.2虚函数
类成员函数前面加virtual修饰,那么这个成员函数就称为虚函数。注意非成员函数不能加virtual修饰。
![]()
上面例子中的BuyTicket函数就是虚函数。
2.1.3虚函数的重写/覆盖
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、参数类型完全相同),称派生类的虚函数重写了基类的虚函数。 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。
![]()
上面子类中的BuyTicket就是对父类的重写,这里注意:重写/覆盖的是函数的实现部分,就是括号里面的内容。
接着上面不符合第二个条件:


这里就不符合第二个条件了,此时的BuyTicket函数就不是虚函数,构不成多态,故还是调用父类的函数。

这种也是不构成多态的,virtual只能子类隐藏,父类是不能隐藏的。
讲到这我们来看一道题:

问:以下程序输出结果是什么?
A.A->0 B.B->1 C.A->1 D.B->0 E.编译出错 F.以上都不正确
大家可以思考一下这个问题的答案。
答案选择B,这里可能很多人都不理解,这里面有俩个坑。
第一个就判断这里到底是不是多态:我们可以看到,此时创建了一个子类对象,通过子类对象去调用test函数。这里要注意继承,并不是把父类的函数拷贝到子类,在调用时,先在子类查找,找不到才会去父类去查找。
而这个坑的难点就是test函数中的this指针到底是A*呢,还是B*呢?
遵循上面的原则,我们在子类没有找到test函数,接着去父类找,找到了,既然要调用父类的test函数,那this指针自然而然就是A*,那既然是基类的指针来调用虚函数,那么就构成多态。
来到第二个坑:这也是为什么这道题选B的原因。
既然上面构成多态了,那么指针指向的对象是子类对象,就该调用子类里面的func函数,正常来说应该是B->0,但是我们上面写了,虚函数的重载/覆盖只是针对函数实现部分,所以只是把实现部分的func给重写了,那么既然只针对实现部分,那么参数部分的val就不会发生变化,就还是默认的缺省值1.这里很多人出错就是被这个缺省值给误导了,所以我们要牢记虚函数重载/覆盖只针对函数实现部分。有人会有疑惑:那缺省值不是不一样吗,怎么会构成虚函数重写呢? 这个问题我们要看上面虚函数重写的概念,是函数名,返回值类型和参数类型皆相同,里面是不包含缺省值的,缺省值不同不影响。2.1.4虚函数重写的一些其他问题
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