C++的三大特性:封装、继承、多态,以及多态的具体实现

本文详细解析了面向对象编程中的三大核心概念:封装、继承与多态。通过具体实例介绍了如何利用这些特性提高代码的复用性和灵活性。重点阐述了多态的实现机制及其在程序设计中的作用。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

封装:

将具体事物的特性以及其相应的行为抽象出来,形成类的属性和方法,并赋予其不同的访问权限。

继承:

新类(子类/派生类)可以在无需重新编写原来的类的情况下对已有类(父类/基类)的功能进行扩展

多态:

是指一个事物的多种形态
实现方式:
①、(类多态)覆盖:子类重新定义父类的虚函数
②、(函数多态)重载:函数的重载以及运算符的重载

注:其实,重载的概念并不属于“面向对象编程”,重载的实现是:编译器根据函数不同的参数表,对同名函数的名称做修饰,然后这些同名函数就成了不同的函数(至少对于编译器来说是这样的)。如,有两个同名函数:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的:int_func、str_func。对于这两个函数的调用,在编译器间就已经确定了,是静态的(记住:是静态)。也就是说,它们的地址在编译期就绑定了(早绑定),因此,重载和多态无关!真正和多态相关的是“覆盖”。当子类重新定义了父类的虚函数后,父类指针根据赋给它的不同的子类指针,动态(记住:是动态!)的调用属于子类的该函数,这样的函数调用在编译期间是无法确定的(调用的子类的虚函数的地址无法给出)。因此,这样的函数地址是在运行期绑定的(晚邦定)。结论就是:重载只是一种语言特性,与多态无关,与面向对象也无关!引用一句Bruce Eckel的话:“不要犯傻,如果它不是晚邦定,它就不是多态。”
那么,多态的作用是什么呢?我们知道,封装可以隐藏实现细节,使得代码模块化;继承可以扩展已存在的代码模块(类);它们的目的都是为了——代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重用!多态的作用,就是为了类在继承和派生的时候,保证使用“家谱”中任一类的实例的某一属性时的正确调用。

实现多态需了解以下信息:

1.用virtual关键字修饰的是虚函数
2.存在虚函数的类都有一个一维的虚函数表简称虚表,类的对象有一个指向虚表开始的虚指针。虚表与类对应,虚指针与对象对应
3.多态用虚函数来实现,结合动态绑定
4.纯虚函数是虚函数后没有实现的方法体,为=0;
5.抽象类至少包含一个纯虚函数,派生类必须实现纯虚方法
6.虚表也会随父类的方法一起背继承
7.如果父类的方法为virtual那么子类的方法也为虚方法(子类中的virtual可写也可不写)

分析以下代码:

#include<iostream>
using namespace std;

class CA 
{ 
public: 
    void f() 
    { 
        cout << "CA f()" << endl; 
    } 
    virtual void ff() 
    { 
        cout << "CA ff()" << endl; 
        f(); 
    } 
}; 

class CB : public CA 
{ 
public : 
    virtual void f() 
    { 
        cout << "CB f()" << endl; 
    } 
    void ff() 
    { 
        cout << "CB ff()" << endl; 
        f(); 
        CA::ff(); 
    } 
}; 
class CC : public CB 
{ 
public: 
    virtual void f() 
    { 
        cout << "C f()" << endl; 
    } 
}; 

void main() 
{ 
    CB b; 
    CA *ap = &b; //隐式类型转换,将子类对象b创建时产生的父类对象(如图1的“父类对象所占内存空间”)赋给了ap
    CC c; 
    CB &br = c; 
    CB *bp = &c; 

    ap->f(); //属于早期绑定(无virtual)
    cout << endl;

    b.f(); 
    cout << endl;

    br.f(); 
    cout << endl;

    bp->f(); 
    cout << endl;

    ap->ff(); 
    cout << endl;

    bp->ff(); 
    cout << endl;
}

图1
这里写图片描述
实验结果:
这里写图片描述

注:c++编译器在编译时,要确定每个对象调用的函数(非虚函数)的地址,称为早期绑定。加关键字virtual可以实现动态绑定

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值