C++虚函数、虚函数表、多态性

什么叫多态性?

A:同样的消息被不同类型的对象接收时,对象会采用完全不同的行为处理消息。


多态
void play(HeroFighter *hf,EnemyFighter *ef){
        if (hf->power() > ef->attack())//hf->power()调用会发生多态
            cout<<"英雄胜"<<endl;
        else
            cout<<"英雄负"<<endl;
    }

    void main(int argc, char const *argv[])
    {
        HeroFighter hf;
        AdvHeroFighter ahf;
        EnemyFighter ef;
        play(&hf,&ef);
        play(&ahf,&ef);
    }
多态性有几种?

A:静态多态性(函数重载、运算符重载等)动态多态性(虚函数)。

什么是虚函数?

A:允许派生类重新定义与基类同名的函数,并且可以通过基类指针或引用来访问基类或派生类的同名函数。

当基类的成员函数被声明为虚函数,那么子类的同名函数会是虚函数吗

A:是滴,所以此时在声明子类的虚函数不需要用vritual关键字,如果子类没有对基类的虚函数进行重新定义,那么子类会直接继承基类的虚函数

如何定义虚函数?

A:虚函数的函数名、参数列表必须相同,返回值大多时候相同(特例:若基类返回值为该类的指针或引用,子类返回值为子类的指针或引用,那么此时系统会认为它们是同名虚函数)

虚函数的访问修饰符的界定

A:当基类的虚函数的访问修饰符为public时,无论子类的虚函数的访问修饰符是什么,都可以通过基类的指针或引用为所有派生类调用函数。

什么是纯虚函数?

A:基类中虚函数只有声明没有实现体

virtual double Area() const=0;
什么是抽象类

A:含有纯虚函数的类为抽象类,如果基类定义多个纯虚函数,子类没有一一将纯虚函数实现,那么子类依旧也会被认为是抽象类。

为什么会有抽象类?

A:因为纯虚函数不能被调用,所以包含纯虚函数的类是无法实例化的,那么这时候就出现了一个抽象类,它作为多个子类的共同基类,就相当于给多个子类提供一个公共的接口,我们可以通过定义这个公共接口的指针或引用,指向派生类的某个对象,这样就可以通过它来访问派生类对象中的虚函数

什么是静态联编、动态联编
  • 静态联编:是程序的匹配、连接在编译阶段实现,重载函数就是静态联编
  • 动态联编:当程序运行到这一块才进行联编,如swich和if
虚函数表是如何实现的?

先思考一个问题,编译器是在什么时候实现不同对象能调用同名函数绑定关系的?
创建对象的时候,编译器偷偷给对象加了一个vptr指针。只要我们类中定义了虚函数,那么在实例化对象的时候,就会给对象添加一个vptr指针,类中创建的所有虚函数的地址都会放在一个虚函数表中,vptr指针就指向这个表的首地址。

虚函数的效率与普通函数比较

虚函数效率低,因为通过vptr指针调用重写的函数是在程序运行时进行的,需要通过寻址操作找到该函数才能真正调用。而普通成员函数在编译时就确定了调用的函数。

在构造函数中定义虚函数会出现什么情况?

看以下代码,思考一下此时虚函数的调用

class Parent{
public:
    Parent(int a=0){
            this->a = a;
            print();}
    virtual void print(){cout<<"Parent"<<endl;}
private:
    int a;
};
class Son:public Parent{
    Son(int a=0,int b=0):Parent(a){
        this->b = b;
        print();}
    virtual void print(){cout<<"Son"<<endl;}
};
void main(int argc, char const *argv[]){
        Son s;
        return 0;
}

两个类中构造函数中,都只会调用自己类中的print()函数。
为什么呢?因为Son对象在实例化时,先调用基类构造函数,存在虚函数,将vptr指向基类的虚函数表,调用派生类构造函数,存在虚函数,将vptr指向派生类的虚函数表。所以都只会调用自己类中的虚函数。

如果子类重写了父类的某一虚函数,那么父类的该虚函数就被隐藏,无论以后怎么调用,调用同名虚函数调用的都是子类虚函数

重写前

重写后

为什么析构函数经常定义为虚析构函数
虚析构函数:只有当一个类被定义为基类的时候,才会把析构函数写成虚析构函数。
为什么一个类为基类,析构函数就需要写成虚析构?
假设现在有一个基类指针,指向派生类。此时释放基类指针,如果基类没有虚析构函数,此时只会看指针的数据类型,而不会看指针指向的数据类型,所以此时会发生内存泄露。

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