多态
在通用主流语言中,多态的概念是指把子类对象赋值给父类指针的时候,从而触发父类指针分别调用不同子类对象成员函数的现象。
归纳总结为两点:
- 父类指针 指向 子类对象
- 根据不同子类对象,父类指针能调用不同的子类对象的成员函数。
虚函数
c++中是用虚函数来实现多态的,虚函数的特征:
- 被virtual修饰的成员函数就是虚函数。
- 虚函数属性具有向下传递性,下面所有子类只要重写了父类的虚函数,所有子类只要重写了父类虚函数的均默认为虚函数(哪怕不写virtual)。
虚函数的简单用法:
class Animal
{
public:
int m_age;
virtual void speak() {
cout << "Animal:speak()" << endl;
}
virtual void run() {
cout << "Animal:run()" << endl;
}
};
class Cat : public Animal
{
public:
int m_life;
void speak() {
cout << "Cat:speak()" << endl;
}
void run() {
cout << "Cat:run()" << endl;
}
};
Animal* cat = new Cat();
cat->m_age = 20;
cat->speak(); //调用 Cat:speak()
cat->run(); //调用 Cat:run()
delete cat;
虚函数的原理
当编译器检测到类中存在虚函数,则会自动生成一张虚表,虚表记录了类中虚函数的地址,然后把虚表的地址放在子类对象的首地址,这样就能实现用父类指针 调用 子类对象的虚函数了。
所有的子类对象(不管在全局区、栈、堆)共用同一份虚表。
如图所示:
子类虚函数中调用父类虚函数的方法
class Animal
{
public:
virtual void speak() {
cout << "Animal:speak()" << endl;
}
};
class Cat : public Animal
{
public:
void speak() {
Animal::speak();
cout << "Cat:speak()" << endl;
}
};
虚析构函数
当父类指针 指向 子类对象的时候,如果没有声明父类析构函数为虚析构函数,则会导致只调用父类的析构函数,而不会调用子类的析构函数,从而导致内存泄露。
因此需要声明父类中的虚析构函数:
class Animal
{
public:
virtual void speak() {
cout << "Animal:speak()" << endl;
}
virtual ~Animal() {
cout << "~Animal()" << endl;
}
};
class Cat : public Animal
{
public:
void speak() {
Animal::speak();
cout << "Cat:speak()" << endl;
}
~Cat() {
cout << "~Cat()" << endl;
}
};
纯虚函数与抽象类
纯虚函数是指没有函数体且初始化为0的虚函数,通常用来定义接口规范。
含有纯虚函数的类即为抽象类,抽象类具有以下特性:
- 不可实例化
- 父类是抽象类,子类没有完全重写纯虚函数,子类依然是抽象类
- 抽象类可以拥有成员变量和非纯虚函数
以下为简单用法:
class Animal
{
public:
int m_age;
virtual void speak() = 0;
virtual void run() = 0;
void see() {
cout << "see" << endl;
}
};
多继承
c++可以实现多重继承,但尽量不要采用,会增加设计和维护的复杂度,可以采用类似于java中的interface接口模式,就是用纯虚函数来实现多继承,会简化设计。
多继承简单语法:
class IosDeveloper {
public:
void developIosApp() {
cout << "I can develop ios" << endl;
}
};
class AndroidDeveloper {
public:
void developAndroidApp() {
cout << "I can develop Android" << endl;
}
};
class CrossPlatformDeveloper : public IosDeveloper, public AndroidDeveloper {
public:
void developerH5() {
cout << "I can develop H5" << endl;
}
};
CrossPlatformDeveloper cpd;
cpd.developIosApp();
cpd.developAndroidApp();
cpd.developerH5();
多继承-虚函数
如果子类继承多个均有虚函数的父类,则子类会生成多张虚表。