C++ 多态深入解析

本文涉及的产品
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
云解析 DNS,旗舰版 1个月
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
简介: C++ 多态深入解析

前言

在C++编程中,多态性(Polymorphism)是一种重要的概念,它允许基于对象的实际类型来调用不同的函数。多态性提供了灵活性和可扩展性,使得代码更易于维护和扩展。


一、什么是多态

多态性的定义:

多态性是一种面向对象编程的特性,它允许使用基类的指针或引用来调用派生类对象的特定成员函数。多态性能够在编译时或运行时确定函数的调用,从而实现不同的行为

例如:

定义一个基类的 指针 p , 基类 和 子类的都定义有 print() 函数。当 p 指向一个父类的对象时,会调用父类的 print 函数;当 p 指向一个子类对象时, 会调用 子类的 print 函数。(如下图)

注意

这里 的 两个 print 函数并不是 函数重载,因为 函数重载要发生在同一个作用域内。这 属于函数重写。

二、如何实现多态

C++ 语言 直接支持多态的概念。

  • 通过使用 virtual 关键字 对多态进行支持。
  • virtual 声明的函数被重写后具有多态特性。
  • virtual 声明的函数叫做 虚函数
class Base {
public:
  virtual void display()      //  virtual 虚函数
  {
    cout << "Base class display function" << endl;
  }
};

如果一个基类中有虚函数,说明 它可能被继承。子类中可能重新定义了 该函数的新用法。

三、代码讲解

下面代码中 ,父类 和 子类中 都定义了 print 函数。当 父类指针 指向不同的对象时,会根据实际的对象类型决定函数的具体目标。

class Parent              // 父类 (基类)
{
public:
  virtual void print()          // 虚函数
  { 
    printf("I'm parent.\n");
  }
};
class Child : public Parent         // 继承 Parent 的子类
{
public:
  void print()              //重定义 该函数的新用法
  {
    printf("I'm Child\n");
  }
};
void to_printf(Parent* p)         // 参数为 父类指针,用于指向 父类/子类对象
{
  p->print();
}
int main(void)
{
  Parent p1;
  Child c1;
  to_printf(&p1);             //指向 父类对象,调用父类的 print 函数
  to_printf(&c1);             //指向 子类对象,调用子类的 print 函数
  return 0;
}

当调用 print 函数时, 同样的调用语句 在实际运行时有多种不同的表现形态,体现了多态性。

注意

如果,没有 加上 关键字 virtual ,则两次都会调用 父类的函数。因为 编译器不知道指针 p 究竟指向了什么,为了更安全,编译器就直接调用了父类的函数,赋值兼容性。

四、静态联编,动态联编

理论的概念:

  1. 静态联编: 在程序的编译期间就能确定具体的函数调用。

如: 函数重载。

  1. 动态联编: 在程序运行后才能确定具体的函数调用。

如:函数重写。


总结

多态性 是 C++ 编程中一个重要且强大的概念。通过使用虚函数和函数重写,我们可以实现多态性,从而提高代码的可维护性、可扩展性和灵活性。在编写代码时,我们应该充分利用多态性的优势,并遵循良好的面向对象设计原则来正确使用多态性。

相关文章
|
1月前
|
自然语言处理 编译器 Linux
|
28天前
|
设计模式 安全 数据库连接
【C++11】包装器:深入解析与实现技巧
本文深入探讨了C++中包装器的定义、实现方式及其应用。包装器通过封装底层细节,提供更简洁、易用的接口,常用于资源管理、接口封装和类型安全。文章详细介绍了使用RAII、智能指针、模板等技术实现包装器的方法,并通过多个案例分析展示了其在实际开发中的应用。最后,讨论了性能优化策略,帮助开发者编写高效、可靠的C++代码。
35 2
|
6天前
|
安全 编译器 C++
C++ `noexcept` 关键字的深入解析
`noexcept` 关键字在 C++ 中用于指示函数不会抛出异常,有助于编译器优化和提高程序的可靠性。它可以减少代码大小、提高执行效率,并增强程序的稳定性和可预测性。`noexcept` 还可以影响函数重载和模板特化的决策。使用时需谨慎,确保函数确实不会抛出异常,否则可能导致程序崩溃。通过合理使用 `noexcept`,开发者可以编写出更高效、更可靠的 C++ 代码。
12 0
|
6天前
|
存储 程序员 C++
深入解析C++中的函数指针与`typedef`的妙用
本文深入解析了C++中的函数指针及其与`typedef`的结合使用。通过图示和代码示例,详细介绍了函数指针的基本概念、声明和使用方法,并展示了如何利用`typedef`简化复杂的函数指针声明,提升代码的可读性和可维护性。
27 0
|
28天前
|
存储 编译器 数据安全/隐私保护
【C++】多态
多态是面向对象编程中的重要特性,允许通过基类引用调用派生类的具体方法,实现代码的灵活性和扩展性。其核心机制包括虚函数、动态绑定及继承。通过声明虚函数并让派生类重写这些函数,可以在运行时决定具体调用哪个版本的方法。此外,多态还涉及虚函数表(vtable)的使用,其中存储了虚函数的指针,确保调用正确的实现。为了防止资源泄露,基类的析构函数应声明为虚函数。多态的底层实现涉及对象内部的虚函数表指针,指向特定于类的虚函数表,支持动态方法解析。
32 1
|
1月前
|
自然语言处理 编译器 Linux
告别头文件,编译效率提升 42%!C++ Modules 实战解析 | 干货推荐
本文中,阿里云智能集团开发工程师李泽政以 Alinux 为操作环境,讲解模块相比传统头文件有哪些优势,并通过若干个例子,学习如何组织一个 C++ 模块工程并使用模块封装第三方库或是改造现有的项目。
|
25天前
|
存储 编译器 C语言
【c++丨STL】string类的使用
本文介绍了C++中`string`类的基本概念及其主要接口。`string`类在C++标准库中扮演着重要角色,它提供了比C语言中字符串处理函数更丰富、安全和便捷的功能。文章详细讲解了`string`类的构造函数、赋值运算符、容量管理接口、元素访问及遍历方法、字符串修改操作、字符串运算接口、常量成员和非成员函数等内容。通过实例演示了如何使用这些接口进行字符串的创建、修改、查找和比较等操作,帮助读者更好地理解和掌握`string`类的应用。
41 2
|
1月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(下)(取地址运算符重载、深究构造函数、类型转换、static修饰成员、友元、内部类、匿名对象)
本文介绍了C++中类和对象的高级特性,包括取地址运算符重载、构造函数的初始化列表、类型转换、static修饰成员、友元、内部类及匿名对象等内容。文章详细解释了每个概念的使用方法和注意事项,帮助读者深入了解C++面向对象编程的核心机制。
83 5
|
1月前
|
存储 编译器 C++
【c++】类和对象(中)(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)
本文深入探讨了C++类的默认成员函数,包括构造函数、析构函数、拷贝构造函数和赋值重载。构造函数用于对象的初始化,析构函数用于对象销毁时的资源清理,拷贝构造函数用于对象的拷贝,赋值重载用于已存在对象的赋值。文章详细介绍了每个函数的特点、使用方法及注意事项,并提供了代码示例。这些默认成员函数确保了资源的正确管理和对象状态的维护。
80 4
|
1月前
|
存储 编译器 Linux
【c++】类和对象(上)(类的定义格式、访问限定符、类域、类的实例化、对象的内存大小、this指针)
本文介绍了C++中的类和对象,包括类的概念、定义格式、访问限定符、类域、对象的创建及内存大小、以及this指针。通过示例代码详细解释了类的定义、成员函数和成员变量的作用,以及如何使用访问限定符控制成员的访问权限。此外,还讨论了对象的内存分配规则和this指针的使用场景,帮助读者深入理解面向对象编程的核心概念。
88 4

推荐镜像

更多