目錄

• 1、多態(tài)概念
• • 1.多態(tài)性有兩種表現(xiàn)的方式
• 2、聯(lián)編（實(shí)現(xiàn)多態(tài)）
• • 1.靜態(tài)聯(lián)編
  • 2.動(dòng)態(tài)聯(lián)編
• 3、實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)
• • 1.為何要使用運(yùn)行時(shí)多態(tài)？
  • 2.如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)
  • 3.多態(tài)的例子
  • • 1.調(diào)用哪個(gè)同名虛函數(shù)？
    • 2. 用途：可以用父類指針訪問子類對(duì)象成員
  • 4. 虛函數(shù)的傳遞性
  • • 虛函數(shù)的缺點(diǎn)：
• 4、代碼示例
• • 1、繼承與重載函數(shù)的例子
  • • 任務(wù)1、2
    • 任務(wù)3
  • 2、使用運(yùn)行時(shí)多態(tài)
  • 3、override覆寫
• 6、運(yùn)行時(shí)多態(tài)的總結(jié)
• • 1.Summary: static binding v.s. dynamic binding
  • 2. Summary: 靜態(tài)聯(lián)編的簡(jiǎn)單示例
  • 3. Summary: 通過基類指針訪問同名函數(shù)的示例
  • 4. Summary:動(dòng)態(tài)聯(lián)編的簡(jiǎn)單示例-指針形式
  • 5. Summary:動(dòng)態(tài)聯(lián)編的簡(jiǎn)單示例-引用形式
• 7、C++11：使用override和final
• • 1. override顯式聲明覆寫
  • 2. final 顯式聲明禁止覆寫

1、多態(tài)概念

廣義的多態(tài)：不同類型的實(shí)體/對(duì)象對(duì)于同一消息（可以理解為同一個(gè)名字的函數(shù)）有不同的響應(yīng)，就是OOP中的多態(tài)性。

1.多態(tài)性有兩種表現(xiàn)的方式

1. 重載多態(tài)：調(diào)用參數(shù)不同的同名函數(shù)，表現(xiàn)出不同的行為

class C { public: int f(int x);int f( ); };

2.子類型多態(tài)：不同的對(duì)象調(diào)用同名重定義函數(shù)，表現(xiàn)出不同的行為

class A { virtual int f() {return 1;} }; class B: public A { virtual int f() {return 8;} }; A a; B b; A* p = &b; //p雖然是a類型，但是它指向B類型的對(duì)象 a.f() // call A::f() b.f() // call B::f() p->f(); // call B::f() //a和p是同類型，但是調(diào)用同名函數(shù)的響應(yīng)是不一樣的。

2、聯(lián)編（實(shí)現(xiàn)多態(tài)）

確定具有多態(tài)性的語(yǔ)句調(diào)用哪個(gè)函數(shù)的過程稱為聯(lián)編。

1.靜態(tài)聯(lián)編

靜態(tài)聯(lián)編在程序編譯時(shí)(Compile-time)確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。
如：函數(shù)重載

2.動(dòng)態(tài)聯(lián)編

在程序運(yùn)行時(shí)(Run-time)，才能夠確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)
用動(dòng)態(tài)聯(lián)編實(shí)現(xiàn)的多態(tài)，也稱為運(yùn)行時(shí)多態(tài)(Run-time Polymorphism)。

3、實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)

1.為何要使用運(yùn)行時(shí)多態(tài)？

我們有三個(gè)類ABC，繼承鏈如下：
A<-B<-C；
我們想使用print()調(diào)用toString()輸出信息，就需要寫三個(gè)重載函數(shù)：

void print(A obj); void print(B obj); void print(C obj);

這樣比較麻煩。
我們可以使用運(yùn)行時(shí)多態(tài)解決這個(gè)問題：

2.如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)

實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)有兩個(gè)要素：

(1) virtual function (虛函數(shù))
(2) Override (覆寫) : redefining a virtual function in a derived class. (在派生類中重定義一個(gè)虛函數(shù))

在正常的函數(shù)名字前加上virtual關(guān)鍵字，這個(gè)函數(shù)就會(huì)變?yōu)樘摵瘮?shù)：

struct A{virtual std::string toString(){return "A";} };

覆寫是在派生類中定義一個(gè)與基類虛函數(shù)同名，參數(shù)一樣，返回值一樣的函數(shù)。
注意這里我們傳遞的是ABC類型的指針：

3.多態(tài)的例子

1.調(diào)用哪個(gè)同名虛函數(shù)？

(1) 不由指針類型決定；

(2) 而由指針?biāo)傅摹緦?shí)際對(duì)象】的類型決定

(3) 運(yùn)行時(shí)，檢查指針?biāo)笇?duì)象類型

2. 用途：可以用父類指針訪問子類對(duì)象成員

注意print函數(shù)的參數(shù)是基類類型的指針。
然后將ABC類型的對(duì)象的地址作為函數(shù)參數(shù)傳入。
后面兩個(gè)print函數(shù)指針會(huì)做隱式類型轉(zhuǎn)換。將派生類的地址轉(zhuǎn)化為基類類型的指針，這個(gè)轉(zhuǎn)換是安全的。
返回 的結(jié)果是不一樣的，是和對(duì)象的實(shí)際情況相關(guān)的。

4. 虛函數(shù)的傳遞性

基類定義了虛同名函數(shù)，那么派生類中的同名函數(shù)自動(dòng)變?yōu)樘摵瘮?shù)。
注意：只需要在繼承連上最頂端的基類上加上關(guān)鍵字即可：

虛函數(shù)的缺點(diǎn)：

1、類中保存著一個(gè)Virtual function table (虛函數(shù)表)。
2、運(yùn)行時(shí)聯(lián)編/動(dòng)態(tài)聯(lián)編，會(huì)有額外的邏輯。
所以調(diào)用虛函數(shù)比非虛函數(shù)開銷大

4、代碼示例

1、繼承與重載函數(shù)的例子

任務(wù)1、2

1、創(chuàng)建A/B/C三個(gè)類，B繼承A，C繼承B，ABC均有toString函數(shù)
2、創(chuàng)建print函數(shù)，接受A類型的參數(shù)，調(diào)用A對(duì)象的toString()

不管傳進(jìn)來什么類型，都是打印基類類型的數(shù)據(jù)

//本部分要展示的內(nèi)容如下： //1、創(chuàng)建A/B/C三個(gè)類，B繼承A，C繼承B，ABC均有toString函數(shù) //2、創(chuàng)建print函數(shù)，接受A類型的參數(shù)，調(diào)用A對(duì)象的toString() //3、重載print函數(shù)，接受B/C類型參數(shù)，調(diào)用toStirng()#include<iostream> #include<string> using std::cout; using std::endl; class A { public:std::string toString() { return "A"; } }; class B : public A { public:std::string toString() { return "B"; } }; class C : public B { public:std::string toString() { return "C"; } };void print(A a) {cout << a.toString() << endl; } int main() {A a;B b;C c;print(a);print(b);print(c); }

任務(wù)3

重載print函數(shù)，接受B/C類型參數(shù)，調(diào)用toStirng()

//本部分要展示的內(nèi)容如下： //1、創(chuàng)建A/B/C三個(gè)類，B繼承A，C繼承B，ABC均有toString函數(shù) //2、創(chuàng)建print函數(shù)，接受A類型的參數(shù)，調(diào)用A對(duì)象的toString() //3、重載print函數(shù)，接受B/C類型參數(shù)，調(diào)用toStirng()#include<iostream> #include<string> using std::cout; using std::endl; class A { public:std::string toString() { return "A"; } }; class B : public A { public:std::string toString() { return "B"; } }; class C : public B { public:std::string toString() { return "C"; } };void print(A a) {cout << a.toString() << endl; } void print(B b) {cout << b.toString() << endl; } void print(C c) {cout << c.toString() << endl; } int main() {A a;B b;C c;print(a);print(b);print(c); }

通過三個(gè)重載函數(shù)，將打印的數(shù)據(jù)與類型匹配。

2、使用運(yùn)行時(shí)多態(tài)

本部分要展示的內(nèi)容如下：
1、將基類A的toStirng函數(shù)改為虛函數(shù)
2、將print函數(shù)參數(shù)改為基類指針類型
main()中調(diào)用print(),實(shí)參為指向?qū)ο蟮幕愔羔?br /> 3、添加一個(gè)print函數(shù)，參數(shù)是基類引用類型
在main()中調(diào)用print()，參數(shù)為對(duì)象的基類引用

//展示運(yùn)行時(shí)多態(tài)的實(shí)現(xiàn) #include<iostream> #include<string> using std::cout; using std::endl; class A { public:virtual std::string toString() { return "A"; } }; class B : public A { public:std::string toString() { return "B"; } }; class C : public B { public:std::string toString() { return "C"; } };void print(A* a) {cout << a->toString() << endl; } void print(A& a) {cout << a.toString() << endl; } int main() {A a;B b;C c;A* p1 = &a;A* p2 = &b;A* p3 = &c;print(p1);print(p2);print(p3);print(a);print(b);print(c); }

可以發(fā)現(xiàn)參數(shù)是基類引用類型與參數(shù)是基類引用類型實(shí)現(xiàn)的效果是一樣的。這些就是多態(tài)的具體展示。
注意如果在print函數(shù)中沒有找到該對(duì)象的同名函數(shù)，那么就會(huì)順著繼承鏈，直到在基類中找到這個(gè)同名函數(shù)。
也就是說，在繼承鏈中如果某個(gè)類的虛函數(shù)名字寫錯(cuò)了就會(huì)出現(xiàn)許多BUG。

3、override覆寫

為了解決上面的問題，c++提供了覆寫操作。這在第7大點(diǎn)將詳細(xì)講述：

表明了對(duì)基類函數(shù)的覆寫，如果函數(shù)名字或者參數(shù)或者返回值不一樣，編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)，提醒程序員。

6、運(yùn)行時(shí)多態(tài)的總結(jié)

1.Summary: static binding v.s. dynamic binding

基類與派生類中有同名函數(shù)
(1) 通過派生類對(duì)象訪問同名函數(shù)，是靜態(tài)聯(lián)編
(2) 通過基類對(duì)象的指針訪問同名函數(shù)，是靜態(tài)聯(lián)編
(3) 通過基類對(duì)象的指針或引用訪問同名虛函數(shù)，是動(dòng)態(tài)聯(lián)編

2. Summary: 靜態(tài)聯(lián)編的簡(jiǎn)單示例

class P { public: f(){…} }; //父類 class C: public P { public: f(){…} }; //子類 main () {P p; C c;p.f(); //調(diào)用P::f()c.f(); //調(diào)用C::f() }

說明: 對(duì)象是什么類型，就調(diào)什么類型

3. Summary: 通過基類指針訪問同名函數(shù)的示例

class P { public: f(){…} }; //父類 class C: public P { public: f(){…} }; //子類 main () {P* ptr; P p; C c;ptr = &p;ptr->f(); // 調(diào)用P::f()ptr=&c;ptr->f(); // 調(diào)用P::f() }

說明: 指針是什么類型，就調(diào)什么類型

4. Summary:動(dòng)態(tài)聯(lián)編的簡(jiǎn)單示例-指針形式

class P { public: virtual f(){…} }; //父類 class C: public P { public: f(){…} }; //子類，f自動(dòng)virtual main () {P* ptr; P p; C c;ptr = &p;ptr->f(); //調(diào)用P::f()ptr=&c;ptr->f(); //調(diào)用C::f() }

說明: 函數(shù)虛，不看指針看真對(duì)象

5. Summary:動(dòng)態(tài)聯(lián)編的簡(jiǎn)單示例-引用形式

class P { public: virtual f(){…} }; //父類 class C:public P { public: f(){…} }; //子類，f自動(dòng)virtual main () {P p; C c;P& pr1 = p;pr1.f(); //調(diào)用P::f()P& pr2 = c;pr2.f(); //調(diào)用C::f() }

說明: 函數(shù)虛，不看引用看真對(duì)象

7、C++11：使用override和final

1. override顯式聲明覆寫

C++11引入override標(biāo)識(shí)符，指定一個(gè)虛函數(shù)覆寫另一個(gè)虛函數(shù)。

class A { public:virtual void foo() {}void bar() {} }; class B : public A { public://此處foo為常函數(shù)，與基類的foo函數(shù)不是同名覆寫函數(shù)void foo() const override { // 錯(cuò)誤： B::foo 不覆寫 A::foo} // （簽名不匹配）void foo() override; // OK ： B::foo 覆寫 A::foovoid bar() override {} // 錯(cuò)誤： A::bar 非虛 }; void B::foo() override {// 錯(cuò)誤： override只能放到類內(nèi)使用 }

override的價(jià)值在于：避免程序員在覆寫時(shí)錯(cuò)命名或無虛函數(shù)導(dǎo)致隱藏bug
summary：
1、override標(biāo)識(shí)符應(yīng)該寫到派生類同名虛函數(shù)的后面
2、非虛函數(shù)不能覆寫
3、覆寫只能在類的內(nèi)部使用

2. final 顯式聲明禁止覆寫

C++11引入final特殊標(biāo)識(shí)符，指定派生類不能覆寫虛函數(shù)。

struct Base {virtual void foo(); };struct A : Base { void foo() final; // A::foo 被覆寫且是最終覆寫void bar() final; // 錯(cuò)誤：非虛函數(shù)不能被覆寫或是 final }; struct B final : A // struct B 為 final，不能被繼承 {void foo() override; // 錯(cuò)誤： foo 不能被覆寫，因?yàn)樗?A 中是 final };

final標(biāo)識(shí)符的作用：

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【C++grammar】多态、联编、虚函数的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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