6.28随笔（C++类的多态性和虚函数）

C++中类的多态性通过虚函数来实现

虚函数与纯虚函数

虚函数

定义方法：在基类的函数前面加上virtual关键字
定义某个函数为虚函数是为了能够使用基类指针来调用派生类函数

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 1 << endl;
    }
    virtual void print2()
    {
        cout << 2 << endl;
    }
};
class B : public A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 3 << endl;
    }
    void print2()
    {
        cout << 4 << endl;
    }
};
int main()
{
    A a;
    B b;
    A *p;
    p = &a;
    p->print1();
    p->print2();
    p = &b; //基类指针指向派生类对象
    p->print1();
    p->print2();
    return 0;
}

示例

上面代码输出 1 2 1 4 ，前两个很清楚，基类指针指向基类对象，调用的都是基类本身函数，自然输出1 2。
后面两个输出 1 4，体现了类的多态性，输出1是因为基类指针指向派生类对象，只会调用基类的函数（也即静态绑定），输出2的原因是因为基类中的print2()是虚函数，由于每个虚函数都有一个虚函数列表，此时p调用print1()并不是直接调用函数，而是通过虚函数列表找到相应的函数的地址，因此根据指向的对象不同，函数地址也将不同，这里将找到对应的子类的print1()函数的地址（也即动态绑定）。

纯虚函数

定义方法：在虚函数后面加上=0
性质：

1. 包含纯虚函数的类称为抽象类，抽象类不可以创建对象。
2. 纯虚函数在基类中没有定义，但是在派生类必须找到相应的实现方法，否则派生类也为抽象类。

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 1 << endl;
    }
    virtual void print2() = 0; //定义了一个纯虚函数
};
class B : public A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 3 << endl;
    }
    void print2()
    {
        cout << 4 << endl;
    }
};
int main()
{
    // A a; //错误 A为抽象类
    B b;
    A *p;
    p = &b; //基类指针指向派生类对象
    p->print1();
    p->print2();
    return 0;
}

示例

参考资料

1. 浅谈C++多态性
2. 虚函数和纯虚函数的区别
3. C++父类指针指向子类对象的实现原理
4. 当我们使用虚函数的时候，我们究竟想干什么？