多态与虚函数

  1. 多态性与静态联编、动态联编
  • 函数重载
  • 重定义
  • 重写
  • 模板
  • 静态联编
    编译时确定的函数调用叫静态联编
class A {
public:
  void  Fun1() {
      printf("A\n");
  }
};
class B :public A {
public:
  void Fun1() {
      printf("B\n");
  }
};
int main() {
  A objA, *pA;
  B objB, *pB;
  pA = &objB;
  pA->Fun1();// A::Fun1
  pB = (B*)&objA;
  pB->Fun1();// B::Fun1
  return 0;
}
  • 动态联编
class A {
public:
   virtual void  Fun1() {
       printf("A\n");
   }
};
class B :public A {
public:
   virtual void Fun1() {
       printf("B\n");
   }
};
int main() {
   A objA, *pA;
   B objB, *pB;
   int a;
   scanf_s("%d", &a);
   if (a == 1) {
       pA = &objB;
   }
   else {
       pA = &objA;
   }
   pA->Fun1();// 指向谁调用谁的Fun1
   pB = (B*)&objA;
   //pB->Fun1();
   return 0;
}

如果成员函数不是虚函数,根据指针实际类型来调用相应类的成员函数

  1. 类与静态联编
  • 静态联编
    类的普通函数调用,都是静态联编,和指针指向谁没关系,调用的函数取决于指针类型,指针是什么类型就调用该类的函数
  1. 虚函数定义
  • 普通成员函数前加virtual
  • 类多了个虚函数,类的大小增加4字节:虚函数表指针
  • 虚函数表属于类,不属于类对象,每次有新的类对象产生的时候,把该数组的首地址赋值给该类对象,所以所有的类对象保存的虚函数表指针都是一样的
  • 当发生类继承(派生)的时候,会把该数组拷贝一份给新的类,有多少个基类就拷贝多少个数组,派生类的的类对象就有多少个虚函数表指针,派生类自己的虚函数地址放在拷贝过来的第1个虚函数表数组的后面
  • 重写
    虚函数,返回值类型、函数名、形参与基类函数完全一致的派生类函数构成重写
    重写的虚函数,会把派生类中虚函数表中的函数地址换成派生类的虚函数地址
  1. 动态联编
  • 两个要求:(基类)指针和虚函数
  • 动态联编调用哪个函数取决于指针指向谁,指向谁调用谁的虚函数
  • 调用过程:
    1. 先确定是不是动态联编:调用函数的指针所在的类中被调函数是不是虚函数,如果是就是动态联编,否则为静态联编
    2. 去指针指向的对象内存中找虚函数表地址
    3. 找到虚函数表地址后,找被调函数在数组中的偏移,根据偏移找到函数地址
    4. 调用该函数
  1. 哪些函数(不)能定义为虚函数
    5.1 构造
    不能,虚函数调用要先找虚函数表,构造函数调用前类对象内存中还没有虚函数表地址
    5.2 析构
    可以,而且最好定义为虚函数,定义为虚析构,会动态联编,基类指针指向派生类对象的时候,delete调用的析构函数就是派生类的,而派生类的析构函数会自动调用基类的析构函数
    5.3 普通成员函数
    可以
    5.4 静态成员函数
    不可以
    5.5 内联函数
    不可以
  2. 重载、重定义、重写
名称 返回值 参数 作用域 函数名
重载 没有要求 不同 相同 相同
重定义 没有要求 没有要求 不同 相同
重写 相同 相同 不同 相同(虚函数)
  1. 纯虚函数与抽象类
  • 纯虚函数定义
    virtual void Fun1() = 0;
  • 抽象类定义
    含有纯虚函数的类就叫抽象类
  • 抽象类一般用来定义规范(接口),不具体实现,具体实现由派生类负责
class A {
public:
   virtual void Fun1() = 0;
};
class A1 :public A {
public:
   // 派生类可以不实现纯虚函数
   // 如果不实现,该类也是抽象类
   // 不能实例化对象
   void Fun2() {
       printf("A1\n");
   }
};
int main(){
   A obj;// 抽象类不能实例化对象
   A1 obj1;
   return 0;
}
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