c++的学习之路:22、多态(1)

简介: c++的学习之路:22、多态(1)

一、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,这个就很形象,虽然我一次没用过半价车票呜呜,但是这个就是一种多态的体现。

二、多态的定义及实现

2.1、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

如下方代码就是多态构成实现的代码。

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;
    }
};
void Func(Person& People)
{
    People.BuyTicket();
}
int main()
{
    Person ZhangSan;
    Func(ZhangSan);
    Student LiSi;
    Func(LiSi);
}

2.2、虚函数

虚函数:即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数,如下方代码。

class Person {
public:
virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

2.3、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。

注意:在重写基类虚函数时,派生类的虚函数在不加virtual关键字时,虽然也可以构成重写(因为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范,不建议这样使用,如下方代码所示。


class Person
{
public:
    virtual void BuyTicket()
    {
        cout << "买票-全价" << endl;
    }
};
class Student :public Person
{
public:
    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,如下方代码所示

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。

注意: 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,如下方代码所示。


class Person {
public:
    virtual ~Person() { cout << "~Person()" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
    virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
int main()
{
    Person* p1 = new Person;
    Person* p2 = new Student;
        delete p1;
    delete p2;
    return 0;
}


2.4、C++11 override 和 final

从上面可以看出,C++对函数重写的要求比较严格,但是有些情况下由于疏忽,可能会导致函数名字母次序写反而无法构成重载,而这种错误在编译期间是不会报出的,只有在程序运行时没有得到预期结果才来debug会得不偿失,因此: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,如下方代码和截图,在在用了final后,后面的就找不到了,显示无法被重写

class Person
{
public:
    virtual void BuyTicket() final
    {
        cout << "买票-全价" << endl;
    }
};
class Student :public Person
{
public:
    virtual void BuyTicket()
    {
        cout << "买票-半价" << 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如下方代码所示就是没有被重写,会直接报错。

class Person
{
public:
    void BuyTicket() 
    {
        cout << "买票-全价" << endl;
    }
};
class Student :public Person
{
public:
    virtual void BuyTicket() override
    {
        cout << "买票-半价" << endl;
    }
};

2.5、重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

如下方图片就是三个概念的对比。

三、思维导图


目录
相关文章
|
4月前
|
算法 C语言 C++
C++语言学习指南:从新手到高手,一文带你领略系统编程的巅峰技艺!
【8月更文挑战第22天】C++由Bjarne Stroustrup于1985年创立,凭借卓越性能与灵活性,在系统编程、游戏开发等领域占据重要地位。它继承了C语言的高效性,并引入面向对象编程,使代码更模块化易管理。C++支持基本语法如变量声明与控制结构;通过`iostream`库实现输入输出;利用类与对象实现面向对象编程;提供模板增强代码复用性;具备异常处理机制确保程序健壮性;C++11引入现代化特性简化编程;标准模板库(STL)支持高效编程;多线程支持利用多核优势。虽然学习曲线陡峭,但掌握后可开启高性能编程大门。随着新标准如C++20的发展,C++持续演进,提供更多开发可能性。
83 0
|
2月前
|
编译器 C语言 C++
配置C++的学习环境
【10月更文挑战第18天】如果想要学习C++语言,那就需要配置必要的环境和相关的软件,才可以帮助自己更好的掌握语法知识。 一、本地环境设置 如果您想要设置 C++ 语言环境,您需要确保电脑上有以下两款可用的软件,文本编辑器和 C++ 编译器。 二、文本编辑器 通过编辑器创建的文件通常称为源文件,源文件包含程序源代码。 C++ 程序的源文件通常使用扩展名 .cpp、.cp 或 .c。 在开始编程之前,请确保您有一个文本编辑器,且有足够的经验来编写一个计算机程序,然后把它保存在一个文件中,编译并执行它。 Visual Studio Code:虽然它是一个通用的文本编辑器,但它有很多插
|
2月前
|
编译器 C++
C++入门12——详解多态1
C++入门12——详解多态1
40 2
C++入门12——详解多态1
|
2月前
|
C++
C++入门13——详解多态2
C++入门13——详解多态2
81 1
|
2月前
|
Java 编译器 C++
c++学习,和友元函数
本文讨论了C++中的友元函数、继承规则、运算符重载以及内存管理的重要性,并提到了指针在C++中的强大功能和使用时需要注意的问题。
23 1
|
4月前
|
存储 编译器 C++
|
5月前
|
存储 编译器 C++
【C++】深度解剖多态(下)
【C++】深度解剖多态(下)
55 1
【C++】深度解剖多态(下)
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法 C++
C++多态崩溃问题之为什么在计算梯度下降时需要除以批次大小(batch size)
C++多态崩溃问题之为什么在计算梯度下降时需要除以批次大小(batch size)
|
5月前
|
Java 编译器 C++
【C++】深度解剖多态(上)
【C++】深度解剖多态(上)
56 2
|
5月前
|
存储 安全 编译器
【C++入门 四】学习C++内联函数 | auto关键字 | 基于范围的for循环(C++11) | 指针空值nullptr(C++11)
【C++入门 四】学习C++内联函数 | auto关键字 | 基于范围的for循环(C++11) | 指针空值nullptr(C++11)