虚函数和多态

在类的定义中,前面有 virtual 关键字的成员函数就是虚函数。

class base {
  virtual int get() ;
};

virtual 关键字用在类定义里的函数声明中

多态的表现形式一
  • 派生类的指针可以赋给基类指针。
  • 通过基类指针调用基类和派生类中的同名虚函数时:
    (1)若该指针指向一个基类的对象,那么被调用
    是基类的虚函数;
    (2)若该指针指向一个派生类的对象,那么被调
    用的是派生类的虚函数。
class A{
public:
  virtual void func1(){
  cout<<"A"<<endl;
}
}
class B:public A{
pubic:
  (virtual)① void func1(){
    cout<< "B "<<endl;
}
}
int main(){
  B b;
  A a = &b;
  b->func1();//调用哪个虚函数取决于p指向哪种类型的对象
  return 0;
}
//out
//B

①派生类中与基类同名同参数表的函数不加virtual时也自动生成虚函数

多态的表现形式二
  • 派生类的对象可以赋给基类引用
  • 通过基类引用调用基类和派生类中的同名虚函数时:
    (1)若该引用引用的是一个基类的对象,那么被
    调用是基类的虚函数;
    (2)若该引用引用的是一个派生类的对象,那么
    被调用的是派生类的虚函数。

实例

class CShape
{
 public:
   virtual double Area() = 0; //纯虚函数②
   virtual void PrintInfo() = 0;
};
class CRectangle:public CShape
{
   public:
   int w,h;
   virtual double Area();
   virtual void PrintInfo();
};
class CCircle:public CShape {
 public:
 int r;
 virtual double Area();
 virtual void PrintInfo();
};
class CTriangle:public CShape {
 public:
 int a,b,c;
 virtual double Area();
 virtual void PrintInfo();
}; 
double CRectangle::Area() {
  return w * h;
}
void CRectangle::PrintInfo() {
   cout << "Rectangle:" << Area() << endl;
}
double CCircle::Area() {
 return 3.14 * r * r ;
}
void CCircle::PrintInfo() {
 cout << "Circle:" << Area() << endl;
}
double CTriangle::Area() {
 double p = ( a + b + c) / 2.0;
 return sqrt(p * ( p - a)*(p- b)*(p - c));
}
void CTriangle::PrintInfo() {
 cout << "Triangle:" << Area() << endl;
}

CShape * pShapes[100];
int MyCompare(const void * s1, const void * s2);
int main()
{
   int i; int n;
   CRectangle * pr; CCircle * pc; CTriangle * pt;
   cin >> n;
  for( i = 0;i < n;i ++ ) {
   char c;
   cin >> c;
   switch(c) {
   case 'R':
     pr = new CRectangle();
     cin >> pr->w >> pr->h;
      pShapes[i] = pr;
     break;
  case 'C':
     pc = new CCircle();
     cin >> pc->r;
     pShapes[i] = pc;
     break;
   case 'T':
     pt = new CTriangle();
     cin >> pt->a >> pt->b >> pt->c;
     pShapes[i] = pt;
     break;
 }

}
   qsort(pShapes,n,sizeof( CShape*),MyCompare);
   for( i = 0;i <n;i ++)
     pShapes[i]->PrintInfo();
   return 0; 
}

int MyCompare(const void * s1, const void * s2)
{
   double a1,a2;
   CShape * * p1 ; // s1,s2 是 void * ,不可写 “* s1”来取得s1指向的内容
   CShape * * p2;
   p1 = ( CShape * * ) s1; //s1,s2指向pShapes数组中的元素,数组元素的类型是CShape *
   p2 = ( CShape * * ) s2; // 故 p1,p2都是指向指针的指针,类型为 CShape **
   a1 = (*p1)->Area(); // * p1 的类型是 Cshape * ,是基类指针,故此句为多态
   a2 = (*p2)->Area();
   if( a1 < a2 )
     return -1;
   else if ( a2 < a1 )
     return 1;
   else
     return 0;
} 

②纯虚函数,因为没有CShape的实体,需要在各个派生类中定义各自的函数体

在构造函数和析构函数中调用虚函数,不是多态。

分析:派生类对象初始化时先执行基类析构函数,基类析构函数调用虚函数的情况,根据多态的定义会调用派生类中的虚函数,而此时派生类的成员变量(函数)还没有初始化,这是错误的.故在构造函数和析构函数中调用虚函数,不是多态.

定义一个Base类和Base的派生类Derived类,base类与Derived类定义的对象的size都会比成员变量的总储存大小多4个字节.
每一个有虚函数的类(或有虚函数的类的派生类)都有一个虚函数表,该类的任何对象中都放着虚函数表的指针。虚函数表中列出了该类的虚函数地址。多出来的4个字节就是用来放虚函数表的地址的。

虚析构函数
class CSon{
  public: ~CSon() { };
};
class CGrandson : CSon{
  public: ~CGrandson() { }; 
};
int main(){
   CSon *p = new CGrandson;
   delete p;//错误 通过基类的指针删除派生类对象时,只调用了基类的析构函数
   return 0; 
}

把基类的析构函数声明为virtual
• 派生类的析构函数 virtual可以不进行声明
• 通过基类的指针删除派生类对象时
首先调用派生类的析构函数
然后调用基类的析构函数

类如果定义了虚函数, 则最好将析构函数也定义成虚函数

virtual ~son(){
  cout<<"son"<<endl;
}
(virtual) ~grandson(){//基类析构函数为虚函数时,派生类虚构函数默认为虚析构函数
  cout<<"grandson"<<endl;
}
CSon *p = new CGrandson;
delete p;
输出
grandson
son
纯虚函数和抽象类

纯虚函数----->无函数体的虚函数 virtual void func() = 0;

class A{//含有纯虚函数的的类称为抽象类
  virtual void Print() = 0;
}

A a;//wrong
A *pa//可以定义抽象类的指针和引用
pa = new A//错误
pa = new B//正确,(B为A的派生类)

抽象类中除了构造函数和析构函数的成员函数可以调用纯虚函数
A -> B B实现基类中所有的纯虚函数,才能成为非抽象类.

class A {
 public:
 virtual void f() = 0; //纯虚函数
 void g( ) { this->f( ); } //ok
A( ){ } //f( ); // 错误
};
class B : public A{
 public:
   void f(){ cout<<"B: f()"<<endl; }
};
int main(){
  B b;
  b.g();
  return 0;
}
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