快捷導(dǎo)航

詳細(xì)分析C++ 多態(tài)和虛函數(shù)

更新時(shí)間：2020年07月08日 15:21:15 作者：菜鳥教程

這篇文章主要介紹了C++ 多態(tài)和虛函數(shù)的相關(guān)資料，文中示例代碼非常詳細(xì)，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)，感興趣的朋友可以了解下

多態(tài)按字面的意思就是多種形態(tài)。當(dāng)類之間存在層次結(jié)構(gòu)，并且類之間是通過繼承關(guān)聯(lián)時(shí)，就會(huì)用到多態(tài)。

C++ 多態(tài)意味著調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，會(huì)根據(jù)調(diào)用函數(shù)的對(duì)象的類型來執(zhí)行不同的函數(shù)。

下面的實(shí)例中，基類 Shape 被派生為兩個(gè)類，如下所示：

#include <iostream> 
using namespace std;
 
class Shape {
  protected:
   int width, height;
  public:
   Shape( int a=0, int b=0)
   {
     width = a;
     height = b;
   }
   int area()
   {
     cout << "Parent class area :" <<endl;
     return 0;
   }
};
class Rectangle: public Shape{
  public:
   Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
   int area ()
   { 
     cout << "Rectangle class area :" <<endl;
     return (width * height); 
   }
};
class Triangle: public Shape{
  public:
   Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
   int area ()
   { 
     cout << "Triangle class area :" <<endl;
     return (width * height / 2); 
   }
};
// 程序的主函數(shù)
int main( )
{
  Shape *shape;
  Rectangle rec(10,7);
  Triangle tri(10,5);
 
  // 存儲(chǔ)矩形的地址
  shape = &rec;
  // 調(diào)用矩形的求面積函數(shù) area
  shape->area();
 
  // 存儲(chǔ)三角形的地址
  shape = &tri;
  // 調(diào)用三角形的求面積函數(shù) area
  shape->area();
  
  return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Parent class area
Parent class area

導(dǎo)致錯(cuò)誤輸出的原因是，調(diào)用函數(shù) area() 被編譯器設(shè)置為基類中的版本，這就是所謂的靜態(tài)多態(tài)，或靜態(tài)鏈接 - 函數(shù)調(diào)用在程序執(zhí)行前就準(zhǔn)備好了。有時(shí)候這也被稱為早綁定，因?yàn)?area() 函數(shù)在程序編譯期間就已經(jīng)設(shè)置好了。

但現(xiàn)在，讓我們對(duì)程序稍作修改，在 Shape 類中，area() 的聲明前放置關(guān)鍵字 virtual，如下所示：

class Shape {
  protected:
   int width, height;
  public:
   Shape( int a=0, int b=0)
   {
     width = a;
     height = b;
   }
   virtual int area()
   {
     cout << "Parent class area :" <<endl;
     return 0;
   }
};

修改后，當(dāng)編譯和執(zhí)行前面的實(shí)例代碼時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果：

Rectangle class area
Triangle class area

此時(shí)，編譯器看的是指針的內(nèi)容，而不是它的類型。因此，由于 tri 和 rec 類的對(duì)象的地址存儲(chǔ)在 *shape 中，所以會(huì)調(diào)用各自的 area() 函數(shù)。

正如您所看到的，每個(gè)子類都有一個(gè)函數(shù) area() 的獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。這就是多態(tài)的一般使用方式。有了多態(tài)，您可以有多個(gè)不同的類，都帶有同一個(gè)名稱但具有不同實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，函數(shù)的參數(shù)甚至可以是相同的。

虛函數(shù)

虛函數(shù) 是在基類中使用關(guān)鍵字 virtual 聲明的函數(shù)。在派生類中重新定義基類中定義的虛函數(shù)時(shí)，會(huì)告訴編譯器不要靜態(tài)鏈接到該函數(shù)。

我們想要的是在程序中任意點(diǎn)可以根據(jù)所調(diào)用的對(duì)象類型來選擇調(diào)用的函數(shù)，這種操作被稱為動(dòng)態(tài)鏈接，或后期綁定。

純虛函數(shù)

您可能想要在基類中定義虛函數(shù)，以便在派生類中重新定義該函數(shù)更好地適用于對(duì)象，但是您在基類中又不能對(duì)虛函數(shù)給出有意義的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候就會(huì)用到純虛函數(shù)。

我們可以把基類中的虛函數(shù) area() 改寫如下：

class Shape {
  protected:
   int width, height;
  public:
   Shape( int a=0, int b=0)
   {
     width = a;
     height = b;
   }
   // pure virtual function
   virtual int area() = 0;
};

= 0 告訴編譯器，函數(shù)沒有主體，上面的虛函數(shù)是純虛函數(shù)。

以上就是詳細(xì)分析C++ 多態(tài)和虛函數(shù)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++ 多態(tài)和虛函數(shù)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

您可能感興趣的文章: