C++多态

多态的概念
   具体的去完成某个行为 当不同的对象去完成时会产生不同的状态。
多态的构成条件
   1.必须通过基类的指针或引用调用虚函数
   2.被调用的函数必须是虚函数,且派生类必须对基类的虚函数进行重写
 
虚函数的重写
    1.派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数,即派生类虚函数与积基类虚函数的返回值类型、函数名字、参数列表完全相同。
    2.在重写基类虚函数时,派生类虚函数不加virutal关键字,也可以构成重写,因为继承基类的虚函数继承下了在派生类依旧保持虚函数的属性。
 
虚函数重写的两个例外:
1.协变:基类与派生类虚函数返回值类型不同
派生类重写基类虚函数时,与基类虚函数返回值类型不同,即基类虚函数返回基类对象的指针或引用,派生类虚函数返回派生类对象的指针或引用,成为协变
2.析构函数的重写:基类与派生类析构函数的名字不同
编译器对析构函数的名称做了特殊处理,编译后析构函数的名称统一处理成destructor
 
C++11 override 和 final:帮助用户检测是否重写
1.final:修饰虚函数,表示该虚函数不能在被继承
2.override:检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数,如果没有重写编译器报错
 
 
重载、重写(覆盖)、隐藏(重定义)的对比
重载:1.两个函数在同一作用域
           2.函数名相同、参数不同
重写(覆盖):1.两个函数分别在基类和派生类作用域
                         2.函数名、参数、返回值类型都相同(协变除外)
                         3.两个函数必须是虚函数
重定义(隐藏)1.两个函数分别在基类和派生类作用域
                         2.函数名相同
                         3.两个基类和派生类同名的函数不构成重写就是重定义
 
 
抽象类
在虚函数后面加上 = 0,则这个函数为纯虚函数,包含纯虚函数的类叫做抽象类(接口类), 抽象类不能实例化对象,派生类继承后也不能实例化对象,只有进行虚函数的重写,派生类才能进行实例化出对象。
 
接口继承和实现继承
普通函数的继承是一种实现继承,派生类继承了基类函数,可以使用函数,继承的是函数的实现。虚函数的继承是一种接口继承,派生类继承的是基类函数的接口,目的是为了重写,达成多态,继承的接口。
 
 
多态的原理
虚函数表:一个含有虚函数的类至少都有一个虚函数表指针,因为虚函数的地址要被放到虚函数表中,虚函数表也称虚表。
class Base
{
public:
 virtual void Func1()
 {
 cout << "Func1()" << endl;
 }
private:
 int _b = 1;
};

int main()
{
    Base b;
    return 0;
}

// 1.我们增加一个派生类Derive去继承Base
// 2.Derive中重写Func1
// 3.Base再增加一个虚函数Func2和一个普通函数Func3
class Base
{
public:
    virtual void Func1()
    {
        cout << "Base::Func1()" << endl;
    }
    virtual void Func2()
    {
        cout << "Base::Func2()" << endl;
    }
    void Func3()
    {
        cout << "Base::Func3()" << endl;
    }
private:
    int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
    virtual void Func1()
    {
        cout << "Derive::Func1()" << endl;
    }
private:
    int _d = 2;
};
int main()
{
    Base b;
    Derive d;
    return 0;
}

1.虚函数表本质是一个存虚函数指针的指针数组,这个数组最后放了nullptr

2.派生类虚表的生成:a.先将基类中的虚表内容拷贝一份到派生类虚表中

                                   b.如果派生类重写了基类的虚函数,用派生类自己的虚函数覆盖虚表中的基类的虚函数

                                   c.派生类自己新增的虚函数按其在派生类的声明次序增加到派生类的虚表最后

3.虚表存的是虚函数指针,不是虚函数,虚函数和普通函数一样存在代码段。只是指针存放到了虚表中。

4.满足多态调用,不是在编译期间确定的,是运行起来以后到对象中找的,不满足多态的函数调用是在编译时确认好的。

5.多继承派生类的未重写的虚函数放在第一个继承基类的虚函数表中

 

 

1.inline函数不能时虚函数,因为inline函数没有地址,无法把地址放到虚函数表中

2.静态成员不能是虚函数,因为静态成员没有this指针,使用类型::成员函数的调用方式无法访问虚函数表

3.构造函数不能是虚函数,因为对象中的虚函数表指针是在构造函数初始化列表阶段才初始化的

4.析构函数可以是虚函数,但是要分析在什么场景下,最好把基类定义为虚函数

5.对象访问普通函数快还是虚函数快?如果是普通对象一样快,如果是只针对象或者是引用对象,则调用普通函数快,因为构成多态,运行时调用虚函数需要到虚函数表中去查找

6.虚函数在编译阶段就生成,一边情况下存在代码段(常量区)

7.抽象类作用,抽象类强制重写了虚函数,另外抽象类体现出了接口继承的关系。

 

 

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