虚函数与多态

二义性:

  • 多继承的派生类中,多个基类有同名数据成员或函数成员。当使用派生类对象访问这些成员时,如果不进行一些访问控制权限的处理就会出现二义性。
  • 数据成员的二义性&&函数成员的二义性——名为A/func的成员有多个副本
#include<iostream>
using namespace std;

class Base0{
public:
    int A;
    void func(){cout << "Base0 func()" << endl;}
};
class Base1{
public:
    int A;
    void func(){cout << "Base1 func()" << endl;}
};

class Derived:public Base0,public Base1{
public:
   
};
int main(){
    Derived d;
    //d.A = 0;——数据成员的二义性
    //d.func();
}
  • 解决:通过作用域分隔符限制:
int main(){
    Derived d;
    //d.A = 0;
    d.Base0::A = 0;
    d.Base1::A = 1;
    //d.func();
    d.Base0::func();
    d.Base1::func();
}
  • 函数成员的二义性——可能用同一段代码;没有多个副本,但仍需要限制作用域
#include<iostream>
using namespace std;

class Base0{
public:
    int A;
    void func(){cout << "Base0 func()" << endl;}
};
class Base1:public Base0{
};

class Base2:public Base0{
};

class Derived:public Base1,public Base2{
};
int main(){
    Derived d;
    //函数成员的二义性,d.func();
    d.Base1::func();
}

reason:Base1与Base2都是Base0的派生类,而func()是非静态成员函数,func的调用依赖于this指针(目的对象),因此要声明是Base0的哪一个派生类的func()函数

引申

  • 静态成员的继承——基类和其派生类共享基类的静态成员变量内存

    这也就是为什么我们在讨论虚继承的时候,不讨论静态成员;可以把静态成员看成全局函数,也就不会存在二义性的问题。

#include<iostream>
using namespace std;

class Base0{
public:
    int A;
    static void func(){cout << "Base0 func()" << endl;}
};
class Base1:public Base0{
};

class Base2:public Base0{
};

class Derived:public Base1,public Base2{
};
int main(){
    Derived d;
    //d.A = 0;——数据成员的二义性
    Base0::func();
    d.Base1::func();
    //注意,静态成员没有二义性
    d.func();
    //以上调用的都是同一个函数,同一块内存
}

虚函数——多态的基础

为了解决多继承二义性问题(这里指的是,减小开销(不要多个副本,而是虚继承的类族共同维护一个副本),不通过使用作用域分隔符限制)

#include<iostream>
using namespace std;

class Base0{
public:
    Base0(int a):A(a){cout << "Base0 construct func" << endl;}
    int A;
    void func(){cout << "Base0 func()" << endl;}
};
class Base1:virtual public Base0{
public:
    Base1(int a):Base0(a){cout << "Base1 construct func" << endl;}
};

class Base2:virtual public Base0{
public:
    Base2(int a):Base0(a){cout << "Base2 construct func" << endl;}
};
//注意:Derived也是Base0虚继承类族里的类,Base0也是Derived的基类,也需要对其初始化
class Derived:public Base1,public Base2{
public:
    Derived(int i):Base1(i),Base0(i),Base2(i)
    {cout << "Derived construct func " << endl;}

};
int main(){
    Derived d(3);
    d.func();
    //调用默认复制构造函数,类型兼容规则指出,可以用派生类的对象初始化基类的对象
    Base1 b = d;
    b.func();
}

多态

运算符重载的各种形式

  • 注意单目运算符的重载
#include<iostream>
using namespace std;

class Complex{
    int a,b;
public:
    Complex(int x,int y):a(x),b(y){};

    //运算符重载为友元函数
    friend Complex operator*(Complex x,Complex y);

    //运算符重载为成员函数,在类内定义
    void operator+(Complex x){
        a += x.a;
        b += x.b;
    }
    void operator-(Complex x);

    //重载单目运算符——前置
    Complex& operator++();
    Complex operator++(int);

    const int Geta(){return a;}
    const int Getb(){return b;}
};
//运算符重载为成员函数,在类外定义
void Complex::operator-(Complex x){
    a -= x.a;
    b -= x.b;
}

//运算符重载为(友元)非成员函数
Complex operator*(Complex x,Complex y){
    return Complex(x.a*y.a-x.b*y.b,x.a*y.b+x.b*y.a);
}

//运算符重载为非成员函数
ostream& operator<<(ostream& out,Complex x){
    cout << x.Geta() << endl << x.Getb()<< endl;
    return out;
}  

//重载单目运算符——前置
Complex& Complex::operator++(){
    this->a++;
    return *this;
}
//后置(int参数用来区分前置or后置,reason返回的是原来的this,也就是说,原来的*this(对象)是这个重载函数的局部变量,运行结束之后,消失。所以要返回对象)
Complex Complex::operator++(int){
    Complex old = *this;
    this->a++;
    return old;
}
int main(){
    Complex x(3,5);
    x+x;
    x = x*x;
    Complex y(1,2);
    cout << y << x;
    cout << y++;
    cout << y;
    cout <<++y;
}

虚函数

#include<iostream>
using namespace std;
class Base0{
public:
    //virtual void display(){cout << "Base0 display" << endl;}
    void display(){cout << "Base0 display" << endl;}
};
class Base1:public Base0{
public:
    //virtual void display(){cout << "Base1 display" << endl;}
    void display(){cout << "Base1 display" << endl;}
};
class Derived:public Base1{
    //virtual void display(){cout << "Derived display" << endl;}
    void display(){cout << "Derived display" << endl;}
};

void func(Base0& ptr){
    ptr.display();
}


int main(){
    Derived d;
    func(d);
    Base0 b0;
    func(b0);
    Base1 b1;
    func(b1);
}
  • 运行结果

    • 不声明虚函数
      Base0 display
      Base0 display
      Base0 display

    • 声明虚函数(采用注释的方法)
      Derived display
      Base0 display
      Base1 display

纯虚函数与抽象类

#include<iostream>
using namespace std;

class Base1{
public:
    //纯虚函数的定义
    virtual void display() const = 0;
};

class Base2:public Base1{
public:
    virtual void display()const{cout << "Base2 display" << endl;}
};

class Derived:public Base2{
public:
    virtual void display()const{cout << "Derived display" << endl;}
};

void f(Base1& ptr){
    ptr.display();
}

int main(){
    Derived d;
    f(d);
    
    //Base1 B1;___报错,抽象类不能实例化
    //f(B1);
    Base2 B2;
    f(B2);
}
  • 运行结果
    Derived display
    Base2 dispaly
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