C++|多态性与虚函数(2)|虚析构函数|重载函数|纯虚函数|抽象类

简介: C++|多态性与虚函数(2)|虚析构函数|重载函数|纯虚函数|抽象类

前言

虚析构函数

构造函数不能是虚函数,但析构函数可以是虚函数,同样的在析构函数前面加上virtual就 称该析构函数为虚析构函数,语法如下:

virtual ~类名()

{

       函数体

}

#include<iostream>
using namespace std;
 
class point
{
public:
  point():x(0),y(0){}
  point(double a, double b) :x(a), y(b) {}
  virtual ~point()
  {
    cout << "~point" << endl;
  }
 
  double x;
  double y;
 
};
 
class rectangle :public point
{
public:
  rectangle():point(0,0),x1(0),y1(0){}
  rectangle(double a, double b, double c, double d) :point(a, b), x1(c), y1(d) {}
  ~rectangle()
  {
    cout << "~rectangle" << endl;
  }
private:
  double x1;
  double y1;
};
 
int main()
{
  point* p = nullptr;
  p = new rectangle;
  delete p;
  return 0;
}

就会先调用rectangle 的析构函数,在调用point的析构函数。如果在基类的析构函数中不加virtual,那么运行结果只会调用point的析构函数

如果将基类的虚构函数写为虚函数,那么后面所有继承该基类的派生类的所有析构函数自动成为虚函数,即使名字不相同。

当基类的析构函数为虚函数时,无论指针指向的是同一类族那个类的对象,程序都会动态关联,调用相应的析构函数,对该对象所涉及的额外内存空间进行清理工作。

最好把基类的析构函数声明为虚函数,这使得后面派生类所有的析构函数均为虚函数,这样如果调用delete运算符准备删除一个对象,而delete运算符的操作对象用了派生类对象的基类指针,系统就会先调用派生类的析构函数,在调用基类的析构函数,这样整个派生类的对象被完全释放。

虚函数与重载函数比较

函数重载处理的是同一层次的函数重名问题,

而虚函数处理的是同一类族中不同派生层次 上的函数重名问题

函数重载时,参数个数和参数类别可以不一样

虚函数必须保证同名,同参数,同返回值

函数重载可以是成员函数也可以普通函数

虚函数只能是成员函数

函数重载的调用是以所传递参数序列的差别作为调用不同函数的依据

虚函数是根据对象的不同去调用不同类的虚函数

函数重载在编译时表现出多态性

虚函数在运行时表现多态性

纯虚函数

有时,基类往往表示一种抽象的概念,并不与其他事物相连,例如,封闭图形只是一个概念,但他可以派生出,三角形、四边形、五边形...

纯虚函数与一般虚函数定义格式基本相同,只是在后面多了”=0“部分表示没有函数体部分,纯虚函数的函数体由派生类给出

纯虚函数的定义形式如下:

class 类名

{

       ...

       virtual 函数类型 函数名(参数表)=0;

       ...

}

下面演示一下:基类是封闭图形,派生类有三角形,四边形。

代码如下所示:

#include<iostream>
using namespace std;
class shape
{
public:
  virtual void show() = 0;
};
 
class triangle :public shape
{
public:
 
  triangle(double a,double b,double c):a(a),b(b),c(c){}
  void show()
  {
    cout << "triangle" << endl;
  }
private:
  double a;
  double b;
  double c;
 
};
 
class quadrangle :public shape
{
public:
  quadrangle(double a,double b,double c,double d):a(a),b(b),c(c),d(d){}
  void show()
  {
    cout << "quardrangle" << endl;
  }
private:
  double a;
  double b;
  double c;
  double d;
};
 
int main()
{
  shape *s=nullptr;
  triangle t(1, 2, 3);
  quadrangle q(1, 2, 3, 4);
  s = &t;
  s->show();
 
  s = &q;
  s->show();
  return 0;
}

抽象类

如果一个类至少有一个纯虚函数,那么就称该类为抽象类,因此上面那个shape类就是抽象类。

对于抽象类的使用规则:

1.因为抽象类 中至少包含一个没有定义功能的纯虚函数,抽象类只能作为其他类的基类的来使用,不能建立抽象类对象,只能为派生类提供一个接口规范,其功能由派生类给出。

2.不允许从具体类中派生出抽象类

3.抽象类不能用作参数类型,函数返回值类型或者显示转换类型

4.可以声明抽象类类型的指针和引用,此指针可以指向它的派生类对象进而实现动态多态性

5.如果这个派生类没有重写虚函数,那么这个 派生类就是简单继承这个纯虚函数,那么这个派生类就是一个抽象类

6.在抽象类中可以定义普通成员函数或者虚函数

注意函数体为空的虚函数不是纯虚函数,函数体为空不代表没有函数体,纯虚函数没有函数体

override

如果一个成员函数是虚函数,那么在后续派生类里的同名函数都是虚函数,无须再用virtual修饰。这样就会出现以下问题:

1.这样在函数很多的情况下,就难以分辨哪些函数是派生类特有的成员函数,哪些函数继承自基类;

2.还有可能派生类可能无意使用了一个同名但函数原型不同的函数”覆盖“了基类的虚函数

#include<iostream>
using namespace std;
class base
{
public:
  virtual void f() = 0;//纯虚函数
  virtual void g()const//虚函数
  {
    cout << "base:g()" << endl;
  }
   void h()//一般成员函数
  {
    cout << "base:h()" << endl;
  }
};
 
class derived :public base
{
public:
   void f()//纯虚函数重写
  {
    cout << "derived:f()" << endl;
  }
   void g()//不是虚函数重新,遗漏了const修饰
  {
    cout << "derived:g()" << endl;
  }
   void h()//一般成员函数
  {
    cout << "derived:h()" << endl;
  }
};
 
 
int main()
{
  base* b = nullptr;
  derived c;
  b = &c;
  b->f();
  b->g();
  b->h();
  return 0;
}

C++11增加了一个特殊的标识符override,它可以显示地标记虚函数重写 ,明确代码编写者的意图:派生类成员函数名后面有override修饰,那么这个函数就一定是虚函数,而且函数原型也必须与基类声明一致,否则编译错误。

void f()override//纯虚函数重写
{
  cout << "derived:f()" << endl;
}

final

final可以在类名后面使用,显式的禁止类被继承,不能再有派生类

final可以在虚函数后面使用,显式的禁止该函数在派生类中再次被重写

例如

#include<iostream>
using namespace std;
 
class base
{
public:
  virtual void f() = 0;//纯虚函数
  virtual void g()//虚函数
  {
    cout << "base:g()" << endl;
  }
};
 
class derived :public base
{
public:
  void f()override final//纯虚函数重写,并不允许被重写
  {
    cout << "derived:f()" << endl;
  }
  void g()override//虚函数重写
  {
    cout << "derived:g()" << endl;
  }
 
};
 
class last final :public derived//表示last不允许被继承,last也不会再有派生类
{
  /*void f()override //纯虚函数重写,并不允许被重写
  {cout << "last:f()" << endl;}*/
  void g()//虚函数重写
  {
    cout << "last:g()" << endl;//可以重写
  }
};

last类在类名后使用了final,使它变成了类体系的终点

在derived类的函数f后使用了final,表示在后面的派生类中禁止重写该虚函数。


相关文章
|
11月前
|
存储 编译器 C++
【c++】多态(多态的概念及实现、虚函数重写、纯虚函数和抽象类、虚函数表、多态的实现过程)
本文介绍了面向对象编程中的多态特性,涵盖其概念、实现条件及原理。多态指“一个接口,多种实现”,通过基类指针或引用来调用不同派生类的重写虚函数,实现运行时多态。文中详细解释了虚函数、虚函数表(vtable)、纯虚函数与抽象类的概念,并通过代码示例展示了多态的具体应用。此外,还讨论了动态绑定和静态绑定的区别,帮助读者深入理解多态机制。最后总结了多态在编程中的重要性和应用场景。 文章结构清晰,从基础到深入,适合初学者和有一定基础的开发者学习。如果你觉得内容有帮助,请点赞支持。 ❤❤❤
1326 0
|
Serverless 编译器 C++
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】计算图像面积(头歌实践教学平台习题)【合集】
本任务要求设计一个矩形类、圆形类和图形基类,计算并输出相应图形面积。相关知识点包括纯虚函数和抽象类的使用。 **目录:** - 任务描述 - 相关知识 - 纯虚函数 - 特点 - 使用场景 - 作用 - 注意事项 - 相关概念对比 - 抽象类的使用 - 定义与概念 - 使用场景 - 编程要求 - 测试说明 - 通关代码 - 测试结果 **任务概述:** 1. **图形基类(Shape)**:包含纯虚函数 `void PrintArea()`。 2. **矩形类(Rectangle)**:继承 Shape 类,重写 `Print
292 4
|
设计模式 IDE 编译器
【C++面向对象——类的多态性与虚函数】编写教学游戏:认识动物(头歌实践教学平台习题)【合集】
本项目旨在通过C++编程实现一个教学游戏,帮助小朋友认识动物。程序设计了一个动物园场景,包含Dog、Bird和Frog三种动物。每个动物都有move和shout行为,用于展示其特征。游戏随机挑选10个动物,前5个供学习,后5个用于测试。使用虚函数和多态实现不同动物的行为,确保代码灵活扩展。此外,通过typeid获取对象类型,并利用strstr辅助判断类型。相关头文件如&lt;string&gt;、&lt;cstdlib&gt;等确保程序正常运行。最终,根据小朋友的回答计算得分,提供互动学习体验。 - **任务描述**:编写教学游戏,随机挑选10个动物进行展示与测试。 - **类设计**:基类
258 3
|
编译器 C++ 索引
C++虚拟成员-虚函数
C++虚拟成员-虚函数
|
12月前
|
编译器 C++ 开发者
【C++篇】深度解析类与对象(下)
在上一篇博客中,我们学习了C++的基础类与对象概念,包括类的定义、对象的使用和构造函数的作用。在这一篇,我们将深入探讨C++类的一些重要特性,如构造函数的高级用法、类型转换、static成员、友元、内部类、匿名对象,以及对象拷贝优化等。这些内容可以帮助你更好地理解和应用面向对象编程的核心理念,提升代码的健壮性、灵活性和可维护性。
|
10月前
|
编译器 C++ 容器
【c++11】c++11新特性(上)(列表初始化、右值引用和移动语义、类的新默认成员函数、lambda表达式)
C++11为C++带来了革命性变化,引入了列表初始化、右值引用、移动语义、类的新默认成员函数和lambda表达式等特性。列表初始化统一了对象初始化方式,initializer_list简化了容器多元素初始化;右值引用和移动语义优化了资源管理,减少拷贝开销;类新增移动构造和移动赋值函数提升性能;lambda表达式提供匿名函数对象,增强代码简洁性和灵活性。这些特性共同推动了现代C++编程的发展,提升了开发效率与程序性能。
411 12
|
8月前
|
人工智能 机器人 编译器
c++模板初阶----函数模板与类模板
class 类模板名private://类内成员声明class Apublic:A(T val):a(val){}private:T a;return 0;运行结果:注意:类模板中的成员函数若是放在类外定义时,需要加模板参数列表。return 0;
219 0
|
8月前
|
存储 编译器 程序员
c++的类(附含explicit关键字,友元,内部类)
本文介绍了C++中类的核心概念与用法,涵盖封装、继承、多态三大特性。重点讲解了类的定义(`class`与`struct`)、访问限定符(`private`、`public`、`protected`)、类的作用域及成员函数的声明与定义分离。同时深入探讨了类的大小计算、`this`指针、默认成员函数(构造函数、析构函数、拷贝构造、赋值重载)以及运算符重载等内容。 文章还详细分析了`explicit`关键字的作用、静态成员(变量与函数)、友元(友元函数与友元类)的概念及其使用场景,并简要介绍了内部类的特性。
346 0
|
11月前
|
设计模式 安全 C++
【C++进阶】特殊类设计 && 单例模式
通过对特殊类设计和单例模式的深入探讨,我们可以更好地设计和实现复杂的C++程序。特殊类设计提高了代码的安全性和可维护性,而单例模式则确保类的唯一实例性和全局访问性。理解并掌握这些高级设计技巧,对于提升C++编程水平至关重要。
208 16
|
12月前
|
编译器 C语言 C++
类和对象的简述(c++篇)
类和对象的简述(c++篇)