C++ -- 多态

原创于 2025-06-07 16:30:28 发布 · 666 阅读

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多态

1. 概念
2. 多态的定义及实现
3. 抽象类
4. 原理

1. 概念

多态即是多种形态，不同的对象去完成同一件事会产生不同的状态。

2. 多态的定义及实现

虚函数和基类对象指针或引用

2.1 多态的构成条件

多态的形成需要满足两点：

被调用的函数必须是虚函数，且派生类要对基类的虚函数进行重写
参数必须是基类的引用或指针

2.2 虚函数

用virtual修饰的函数就是虚函数

2.3 虚函数的重写

在派生类中有一个和基类完全相同的虚函数（函数名、返回类型、参数列表），此时就满足虚函数重写，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。

class BaseClass
{
public:
// 条件1
// virtual修饰
	virtual void Print()
	{
		cout << "BaseClass" << endl;
	}
protected:
	int _a;
};

class DerivedClass : public BaseClass
{
public:
	virtual void Print()
	{
		cout << "DerivedClass" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

// 条件2
void func(BaseClass& r)// 父类的指针或引用
{
	r.Print();
}

int main()
{
	BaseClass b;
	DerivedClass d;

	func(b);
	func(d);

	return 0;
}

2.4 override和final

final：修饰的虚函数会让其无法被重写。
final

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。

2.5 重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

重载：

在同一作用域内
函数名相同、参数不同

重写（覆盖）：

分别在基类和派生类中
必须是虚函数
派生类虚函数和基类虚函数完全相同

隐藏（重定义）：

分别在基类和派生类中
不满足重写就是隐藏

3. 抽象类

在虚函数后面加上=0就成为纯虚函数，包括纯虚函数的类就叫抽象类。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除非进行重写。

class BaseClass
{
public:
	virtual void Print() = 0
	{}
};

class DerivedClass : public BaseClass
{
public:
	virtual void Print() override
	{
		cout << "DerivedClass" << endl;
	}
};

4. 原理

4.1虚函数表

在这里插入图片描述
除了已有成员，还存在_vfptr，对象中的这个指针成为虚函数表指针。存在虚函数的对象中虚函数表里至少存在一个指针，用于存放虚函数的地址。这个表也称为虚表。

4.2多态的原理

class BaseClass
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "BaseClass--func1" << endl;
	}

	virtual void func2()
	{
		cout << "BaseClass--func2" << endl;
	}
	
	void func3()
	{
		cout << "BaseClass--func3" << endl;
	}
};

class DerivedClass : public BaseClass
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "DerivedClass--func1" << endl;
	}
};

void func(BaseClass& r)
{
	r.func1();
	r.func2();
}

int main()
{
	BaseClass b;
	DerivedClass d;
	func(b);
	func(d);

	return 0;
}