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C++中的多态

2022年07月19日39pengyingh

一、学习笔记

1.若子类中实现的函数和父类中的函数签名且函数名字一样,是复写。若函数参数不一样是重载。

2.虚函数
在函数声明前加virtual关键字的函数称为虚函数,若子类复写这个虚函数(前面加不加virtual声明无所谓),无论其前面有没有加virtual都是虚函数。

3.多态中的虚函数编译器实现机制:动态链编个静态链编
静态链编:非虚函数,编译时就确定好了调用哪一个函数。
动态链编:运行时才确定是去调用哪一个函数,编译器实现原理:
如果一个类中有虚函数,那么它的对象里面有一个虚函数指针,指向虚函数表,当去调用函数的时候,就通过这个虚函数指针调用虚函数表里面的虚函数。由于多了一个virtual指针,对象的大小变化了,可以使用sizeof(对象/类)查看。
测试证明:多出一个指针大小,而且生成的可执行文件也变大了(此例中变大1/2)。

4.使用虚函数时注意事项
(1)只有在使用指针或引用来使用对象的时候会体现出多态,若是使用传值的方式不会体现出多态。eg:
test_func(Human *h); //可以体现出多态
test_func(Human &h); //可以体现出多态
test_func(Human h); //不能体现出多态
传值无法体现出多态的原因:例如Chinese是Human的子类,里面有继承Human的成员变量,还有自己的部分(包括虚函数指针),传值相当于直接将Chinese强制转化为Human,此时丢失了自己的部分(丢失了虚函数指针),因此无法表现出多态。

(2)只有类的成员函数才能声明为虚函数

(3)静态成员函数不能是虚函数

(4)内联函数(inline修饰的函数)不能是虚函数,类中实现的函数一旦加上了virtual就不是内联函数了。

(5)构造函数不能是虚函数。创建一个对象的时候立即就去调用了其构造函数,因此它能有什么多态。

(6)析构函数一般都声明为虚函数。
若父类的析构函数为虚函数,在delete父类指针(指向子类)的时候,会调用子类的析构函数,然后再调用父类的析构函数,尽管析构函数名字不同。
这是一个特例

(7)一般的子类重写虚函数需要函数签名和函数名字是一致的,但是返回值若为当前对象的指针或引用的时候(父类中的返回值是*Human/&Human)例外,
此时这个函数也可以设置为虚函数。
这是另一个特例

(8)重载(参数不同)函数不能设置为虚函数。重写(函数签名和名字都相同)可以设置为虚函数。
引用虚函数的目的是为了实现多态,多态就是若父类指针是指向之类的,就调用子类的方法。
==>但是实际测试父类中重载虚函数是没有问题的,子类中对父类中的虚函数进行重载也是没有问题的。

二、Demo

#include <iostream> 
 
using namespace std; 
 
 
class Human { 
    int a; 
public: 
    virtual void eating() { 
        cout << "use hands" << endl; 
    } 
 
    //this is an exception,return Human*/&Human* 
    virtual Human* return_test_ptr() { 
        return this; 
    } 
    virtual Human& return_test_ref() { 
        return *this; 
    } 
    virtual ~Human() { 
        cout << "~Human()" << endl; 
    } 
}; 
 
 
class English : public Human { 
 
public: 
    void eating() { 
        cout << "use knifes" << endl; 
    } 
    English* return_test_ptr() { 
        return this; 
    } 
    English& return_test_ref() { 
        return *this; 
    } 
    ~English() { 
        cout << "~English()" << endl; 
    } 
}; 
 
 
class Chinese : public Human { 
 
public: 
    void eating() { 
        cout << "use chopsticks" << endl; 
    } 
    Chinese* return_test_ptr() { 
        return this; 
    } 
    Chinese& return_test_ref() { 
        return *this; 
    } 
    ~Chinese() { 
        cout << "~Chinese()" << endl; 
    } 
}; 
 
 
void eating_test(Human *h) { 
    h->eating(); 
} 
 
 
void pass_value_test(Human h) { 
    h.eating(); 
} 
 
void return_test_test(Human *h) { 
    h->return_test_ptr()->eating(); 
    h->return_test_ref().eating(); 
} 
 
void test_descructor(void) { 
    Human *h = new Human(); 
    English *e = new English(); 
    Chinese *c = new Chinese(); 
 
    Human *ha[3] = {h, e, c}; 
 
    for (int i = 0; i < 3; i++) { 
        ha[i]->eating(); 
        delete ha[i]; 
    } 
} 
 
int main() { 
    Human h; 
    English e; 
    Chinese c; 
 
    cout << "-----------eating_test-------------" << endl; 
    eating_test(&h); 
    eating_test(&e); 
    eating_test(&c); 
 
    cout << "---------pass_value_test-----------" << endl; 
    pass_value_test(h); 
    pass_value_test(e); 
    pass_value_test(c); 
 
    cout << "------------sizeof test------------" << endl; 
    cout << "sizeof(h) = " << sizeof(h) << endl; 
    cout << "sizeof(e) = " << sizeof(e) << endl; 
    cout << "sizeof(c) = " << sizeof(c) << endl; 
 
    cout << "---------return_test_test----------" << endl; 
    return_test_test(&h); 
    return_test_test(&e); 
    return_test_test(&c); 
 
    cout << "---------test_descructor-----------" << endl; 
    test_descructor(); 
 
    cout << "------------exit main-------------" << endl; 
 
    return 0; 
} 
 
 
 
/* 
ubuntu@ubuntu:~/Android_work/cpp_object/lesson2/Polymorphism$ ./pp 
-----------eating_test------------- 
use hands 
use knifes 
use chopsticks 
---------pass_value_test----------- 
use hands 
~Human() 
use hands 
~Human() 
use hands 
~Human() 
------------sizeof test------------ 
sizeof(h) = 16 
sizeof(e) = 16 
sizeof(c) = 16 
---------return_test_test---------- 
use hands 
use hands 
use knifes 
use knifes 
use chopsticks 
use chopsticks 
---------test_descructor----------- 
use hands 
~Human() 
use knifes 
~English() 
~Human() 
use chopsticks 
~Chinese() 
~Human() 
------------exit main------------- 
~Chinese() 
~Human() 
~English() 
~Human() 
~Human() 
 
*/

本文参考链接:https://www.cnblogs.com/hellokitty2/p/10627958.html