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这篇CFSDN的博客文章C++面向对象之多态的实现和应用详解由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
前言 。
本文主要给大家介绍的是关于C++面向对象之多态的实现和应用的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧.
多态 。
大家应该都听过C++三大特性之一多态,那么什么多态呢?多态有什么用?通俗一点来讲-> 。
多态性可以简单地概括为“一个接口,多种方法”,程序在运行时才决定调用的函数,它是面向对象编程领域的核心概念。当多态应用形参类型的时候,可以接受更多的类型。当多态用于返回值类型的时候,可以返回更多类型的数据。多态可以让你的代码拥有更好的扩展性.
多态分两种分别为静态多态和动态多态:
而我们主要今天来看动态多态的问题。比如我们来看下面的代码,就是简单的动态多态:
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class
Person
{
public
:
virtual
void
BuyTickets()
{
cout <<
" 买票"
<< endl;
}
protected
:
string _name;
// 姓名
};
class
Student :
public
Person
{
public
:
virtual
void
BuyTickets()
{
cout <<
" 买票-半价 "
<< endl;
}
protected
:
int
_num;
//学号
};
void
Fun(Person& p)
{
p.BuyTickets();
}
void
Test()
{
Person p;
Student s;
Fun(p);
Fun(s);
}
int
main()
{
Test();
system
(
"pause"
);
return
0;
}
|
构成多态的四大条件: (缺一不可) 。
1.不在同一作用域(分别在父类和子类) 。
2.函数名相等/参数相等/返回值相同/(协变除外) 。
3.基类函数必须有virtual关键字 。
4.访问修饰符可以不同 。
具体多态是如何实现的?? 这里我们先从虚函数表这个知识点讲起,每一个带有虚函数的对象都会有一个虚函数表,虚函数表里存的是函数指针,然后调用的时候,指针回去虚函数表里面访问查找。对于这个知识点我的另外一个博客很详细的讲解到,大家可以先看看这个:http://www.zzvips.com/article/167775.html 。
然后我们来了解一下重写是什么东西?
重写的过程 。
如果这块还是不理解,你可以看我专门写虚函数那片博客,仔细看一定会看懂的. 。
接下来多态的原理我们就明白了吧. 发生重写之后,下一次父类指针指向我调用fun()函数的时候,它调用到的就是子类的fun()函数,其实多态就是这么简单,只要理解重写就理解多态. 虚函数表是我们必须掌握的一个知识点. 。
通过汇编来分析多态的实现 。
好了,我们继续往下走,刚刚我们从虚函数表这方面,探究了多态的实现,现在我们再从汇编的角度再来看多态是如何实现的.
我们来看一段新的代码:
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class
Person
{
public
:
virtual
void
BuyTickets()
{
cout <<
" 买票"
<< endl;
}
protected
:
string _name;
// 姓名
};
class
Student :
public
Person
{
public
:
virtual
void
BuyTickets()
{
cout <<
" 买票-半价 "
<< endl;
}
protected
:
int
_num;
//学号
};
void
Fun(Person& p)
{
p.BuyTickets();
}
void
Test()
{
Person p;
Student q;
Person* ptr = &q;
p.BuyTickets();
ptr->BuyTickets();
}
int
main()
{
Test();
system
(
"pause"
);
return
0;
}
|
打开我们的反汇编窗口:
这里我们看到用指向子类的父类类型指针调用BuyTickets函数和直接用对象调用汇编代码相差巨大,一个只有2句话,一个那么长,这是因为在发生多态时当你用指针调用时,系统不知道你要用哪一个函数,因为这里有多态现象,所以系统只能老实的去虚函数表里查找,所以才会有这么多的代码,接下来我们来解释一下这些汇编,来看看系统是调用虚表的.
这里我们就关心到了那四个红色的句子,可以看到这里一直都是想讲虚函数表的地址传给系统,然后再传this指针,就可以调用哪个函数了。蓝色的就是一个小知识~ 知道有这么个东西就好了. 。
虚函数是在基类中定义的,目的是不确定它的派生类的具体行为。例:
然而Fish与Sheep的breathe不一样,一个是在水中通过水来呼吸,一个是直接呼吸空气。所以基类不能确定该如何定义breathe,所以在基类中只定义了一个virtual breathe,它是一个空的虚函数。具本的函数在子类中分别定义。程序一般运行时,找到类,如果它有基类,再找它的基类,最后运行的是基类中的函数,这时,它在基类中找到的是virtual标识的函数,它就会再回到子类中找同名函数。派生类也叫子类。基类也叫父类。这就是虚函数的产生,和类的多态性(breathe)的体现.
一般情况下(没有涉及virtual函数),当我们用一个指针/引用调用一个函数的时候,被调用的函数是取决于这个指针/引用的类型。即如果这个指针/引用是基类对象的指针/引用就调用基类的方法;如果指针/引用是派生类对象的指针/引用就调用派生类的方法,当然如果派生类中没有此方法,就会向上到基类里面去寻找相应的方法。这些调用在编译阶段就确定了.
当设计到多态性的时候,采用了虚函数和动态绑定,此时的调用就不会在编译时候确定而是在运行时确定。不在单独考虑指针/引用的类型而是看指针/引用的对象的类型来判断函数的调用,根据对象中虚指针指向的虚表中的函数的地址来确定调用哪个函数.
现在我们来一个小练习:
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#include<iostream>
#include<Windows.h>
using
namespace
std;
class
A
{
public
:
void
foo()
{
printf
(
"1\n"
);
}
virtual
void
fun()
{
printf
(
"2\n"
);
}
};
class
B :
public
A
{
public
:
void
foo()
{
printf
(
"3\n"
);
}
void
fun()
{
printf
(
"4\n"
);
}
};
int
main(
void
)
{
A a;
B b;
A *p = &a;
p->foo();
p->fun();
p = &b;
p->foo();
p->fun();
system
(
"pause"
);
return
0;
}
|
这道题的运行结果分别是 1 2 1 4,,现在我们来分析为什么?
首先当一个父类类型指针指向父类时,我们应该知道这里没有多态,该怎么调用就怎么调用,所以调用了父类里面的foo函数和fun函数。现在我们重点来看后面这个,现在B继承了A,我们先判断这里是否有多态现象(1.父类和子类是否有重写现象 2.是否有父类类型的指针指向子类),现在很明显子类的fun函数重写了父类的fun函数,所以现在p->fun()调用的就是子类的fun函数,然后foo函数,根本不构成多态,所以这里指针类型是什么那个对象就按那个对象调用。总结一下当你碰到关于继承的问题,首先判断它里面是否有多态现象,如果没有那就根据指针/引用类型调用。如果有多态的话,一定要注意根据指针/引用的指向对象判断.
总结 。
以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我的支持.
原文链接:http://blog.csdn.net/dawn_sf/article/details/69223132 。
最后此篇关于C++面向对象之多态的实现和应用详解的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于C++面向对象之多态的实现和应用详解的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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