C++核心——多态
多态的基本概念
多态是C++面向对象三大特性之一,是利用继承语法实现的一种编程思想,简称调父用子,调用父类的函数,实际调用的是子类的实现
多态分为两类
- 静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态,复用函数名
- 动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态区别:
- 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
- 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址
class Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
void DoSpeak(Animal &animal)
{
animal.speak();
}
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat);
Dog dog;
DoSpeak(dog);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
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(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ g++ 02_多态.cpp
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ ./a.out
动物在说话
动物在说话
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$
DoSpeak函数中的参数是Animal类型,而我的参数穿的确实猫和狗,不用类型转换直接就可以用,说明两者可以进行类型转换。但是我们本意想的是调用猫和狗说话的函数,可是依旧调用Animal的函数,这是因为在程序编译阶段,就已经把这个函数地址绑定在了Animal类的函数上面了,每次调用就直接调用Animal的函数。其实也很好理解,因为你传进来的参数类型就是Animal类型。那么如何实现我们想要的效果呢,这个时候就需要虚函数这个概念,刚接触的朋友们记住必须得这么用就好了。
虚函数
虚函数就是在函数前加上virtual关键字来形容,使得该函数在编译阶段不会绑定地址,而是在运行阶段根据传入的参数的类型自动绑定地址。那么上面的例子可以做如下改造:
class Animal
{
public:
virtual void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
在Animal的speak函数前加上virtual关键字后再运行,结果就是我们想好的:
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ g++ 02_多态.cpp
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ ./a.out
小猫在说话
小狗在说话
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$
这样我们就成功实现了多态,即实现了调父用子。
多态满足条件
- 有继承关系
- 子类重写父类中的虚函数
纯虚函数
纯虚函数语法:virtual 返回值类型 函数名 (参数列表)= 0 ;
上面Animal的speak函数虽然定义了函数体,可是并没有调用,显得有些多余,而且我们的本意也并不需要这个函数干具体的事情,所以这个函数体就没有必要存在,C++给出了另一个解决方案,就是纯虚函数,格式如下:
class Animal
{
public:
virtual void speak() = 0;
virtual ~Anmial()
{}
};
利用这种格式,那么speak就称为纯虚函数,这是这个类就叫做抽象类,这个类无法实例化对象,而且基类必须有虚析构函数,这个具体可以参考另一篇博文《C++核心——多态里的构造和析构函数》。当然继承这个类的子类必须重写纯虚构函数,不然子类也是抽象了无法实例化对象。