【C++之剑】我不允许你还不会多态
循环渐进Forward 2024-07-25 11:05:04 阅读 72
2024年7月15日
学习编程就得循环渐进，扎实基础，勿在浮沙筑高台
循环渐进Forward-CSDN博客
Hello,这里是kiki，今天继续更新C++部分，我们继续来扩充我们的知识面，我希望能努力把抽象繁多的知识讲的生动又通俗易懂，今天要讲的是C++三大特性的多态~
目录
循环渐进Forward-CSDN博客
多态的概念
多态的定义及实现
多态的构成条件
虚函数
虚函数的重写
虚函数重写的两个例外：
C++11 override 和 final
重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比
抽象类
接口继承和实现继承
多态的原理
虚函数表
多态的原理
动态绑定与静态绑定
单继承和多继承关系中的虚函数表
多态的概念
多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会
产生出不同的状态
。
举个栗子：比如买票这个行为
，当
普通人
买票时，是全价买票；
学生
买票时，是半价买票;
军人买票时是优先买票。
再举个栗子：
最近为了
争夺在线支付市场
，支付宝年底经常会做诱人的
扫红包
-
支付
-
给奖励金
的 活动。那么大家想想为什么有人扫的红包又大又新鲜8
块、
10
块
...
，而有人扫的红包都是
1
毛，
5 毛....
。其实这背后也是一个多态行为。支付宝首先会分析你的账户数据，比如你是新用户、比如你没有经常支付宝支付等等，那么你需要被鼓励使用支付宝，那么就你扫码金额 =random()%99；比如你经常使用支付宝支付或者支付宝账户中常年没钱，那么就不需要太鼓励你去使用支付宝，那么就你扫码金额 = random()%1
；总结一下：
同样是扫码动作，不同的用户扫
得到的不一样的红包，这也是一种多态行为。
ps
：支付宝红包问题纯属瞎编，大家仅供娱乐。
多态的定义及实现
多态的构成条件
多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。比如Student
继承了
Person
。
Person
对象买票全价，
Student对象买票半价。
那么在继承中要构成多态还有两个条件：
1. 必须通过基类的指针或者引用
调用虚函数
2. 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行
重写
虚函数
虚函数：即被
virtual
修饰的类成员函数称为虚函数。
<code>class Person {
public:
virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};
虚函数的重写
虚函数的重写(覆盖)：派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数(即派生类虚函数与基类虚函数的返回值类型、函数名字、参数列表完全相同)，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。
class Person {
public:
virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
};
虚函数重写的两个例外：
1.
协变
(
基类与派生类虚函数返回值类型不同
)
派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指
针或者引用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时，称为协变。（了解）
class A {};
class B : public A {};
class Person {
public:
virtual A* f() { return new A; }
};
class Student : public Person {
public:
virtual B* f() { return new B; }
};
2. 析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)
如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加
virtual
关键字，
都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同，
看起来违背了重写的规则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处
理，编译后析构函数的名称统一处理成
destructor
。
class Person {
public:
virtual ~Person() { cout << "~Person()" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
// 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数，下面的delete对象调用析构函
数，才能构成多态，才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数。
int main()
{
Person* p1 = new Person;
Person* p2 = new Student;
delete p1;
delete p2;
return 0;
}
C++11 override 和 final
C++11
提供了
override
和
final
两个关键字，可以帮 助用户检测是否重写。
1. final：修饰虚函数，表示该虚函数不能再被重写
class Car
{
public:
virtual void Drive() final {}
};
class Benz :public Car
{
public:
virtual void Drive() {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};
2.
override:
检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错。
class Car{
public:
virtual void Drive(){}
};
class Benz :public Car {
public:
virtual void Drive() override {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};
重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比
抽象类
在虚函数的后面写上
=0
，则这个函数为纯虚函数。
包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口
类），抽象类不能实例化出对象
。派生类继承后也不能实例化出对象，只有重写纯虚函数，派生类才能实例化出对象。纯虚函数规范了派生类必须重写，另外纯虚函数更体现出了接口继承。
<code>class Car
{
public:
virtual void Drive() = 0;
};
class Benz :public Car
{
public:
virtual void Drive()
{
cout << "Benz-舒适" << endl;
}
};
class BMW :public Car
{
public:
virtual void Drive()
{
cout << "BMW-操控" << endl;
}
};
void Test()
{
Car* pBenz = new Benz;
pBenz->Drive();
Car* pBMW = new BMW;
pBMW->Drive();
}
接口继承和实现继承
普通函数的继承是一种实现继承，派生类继承了基类函数，可以使用函数，继承的是函数的实现。虚函数的继承是一种接口继承，派生类继承的是基类虚函数的接口，目的是为了重写，达成多态，继承的是接口。所以如果不实现多态，不要把函数定义成虚函数。
多态的原理
虚函数表
一个含有虚函数的类中都至少都有一个虚函数表指针，因为虚函数的地址要被放到虚函数表中，虚函数表也简称虚表
多态的原理
1.
观察下图的红色箭头我们看到，
p
是指向
mike
对象时，
p->BuyTicket
在
mike
的虚表中找到虚函数是Person::BuyTicket
。
2.
观察下图的蓝色箭头我们看到，
p
是指向
johnson
对象时，
p->BuyTicket
在
johson
的虚表中
找到虚函数是
Student::BuyTicket
。
3.
这样就实现出了不同对象去完成同一行为时，展现出不同的形态。
4.
反过来思考我们要达到多态，有两个条件，一个是虚函数覆盖，一个是对象的指针或引用调用虚函数。反思一下为什么？
5.
再通过下面的汇编代码分析，
看出满足多态以后的函数调用，不是在编译时确定的，是运行
起来以后到对象的中取找的。不满足多态的函数调用时编译时确认好的
。
动态绑定与静态绑定
1.
静态绑定又称为前期绑定
(
早绑定
)
，
在程序编译期间确定了程序的行为
，
也称为静态多态
， 比如：函数重载
2.
动态绑定又称后期绑定
(
晚绑定
)
，是在程序运行期间，根据具体拿到的类型确定程序的具体行为，调用具体的函数，也称为动态多态
。
单继承和多继承关系中的虚函数表
需要注意的是在单继承和多继承关系中，下面我们去关注的是派生类对象的虚表模型，因为基类的虚表模型前面我们已经看过了，没什么需要特别研究的
学习编程就得循环渐进，扎实基础，勿在浮沙筑高台
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