继承与多态(多态)

一  多态的定义及实现
多态是在不同继承关系的类对象,去调用同一函数,产生了不同的行为。比如Student继承了
Person。Person对象买票全价,Student对象买票半价。
那么在继承中要构成多态还有两个条件
1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
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
举个例子吧
class Person {
public:
	virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
	virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
};
void Func(Person& p)
{
	p.BuyTicket();
}
int main()
{
	Person ps;
	Student st;
	Func(ps);
	Func(st);
	return 0;
}
!:在重写基类虚函数时,派生类的虚函数在不加 virtual 关键字时,虽然也可以构成重写 (
为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性 ), 但是该种写法不是很规范,不建议 这样使用
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)
class B :public A
{};
class Person {
public:
	virtual A* f() { return new A; }
};
class Student : public Person {
public:
	virtual B* f() { return new B; }
};

我们Person和Student返回的类型是一个子类一个父类,这样的叫做协变,这样也是符合虚函数重写的

2. 析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)
class Person {
public:
 virtual ~Person() {cout << "~Person()" << endl;}
};
class Student : public Person {
public:
 virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};

我们在写代码的时候,看到的是不一样的类不同的析构函数,但是c++做了统一处理,编译后析构函数的名称统一处理成destructor,所以只是我们看到函数名字不一样,但实际上也没有改变这个规则,函数名字还是一样的。

二   重载、覆盖 ( 重写 ) 、隐藏 ( 重定义 ) 的对比

我们每个都举个例子

重写:

double add(double a,double b)
{
	return  a + b;
}
int add(int a, int b)
{
	while (b != 0) 
	{
		int tep = a ^ b;
		b = (a & b) << 1;
		a = tep;
	}
	return a;
}
int main()
{
	double a = 10.2,b=2.3;
	int x = 2, y = 3;
	cout << add(a, b) << endl;
	cout << add(x, y) << endl;
	return 0;
}

重定义:

class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << a << endl;
	}
	
private:
	int a=10;
};
class B:public A
{
public:
	int Print()
	{
		cout << b << endl;
		return 0;
	}
	string b="11111";
};
int main()
{
	A a;
	a.Print();
	B b;
	b.Print();
	return 0;
}
三  抽象类
1 概念
在虚函数的后面写上 =0 ,则这个函数为纯虚函数。包含纯虚函数的类叫做抽象类(也叫接口
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,只有重写纯虚函数,派生
类才能实例化出对象。纯虚函数规范了派生类必须重写,另外纯虚函数更体现出了接口继承

 

class Car
{
public:
	virtual void Drive() = 0;
};
class Benz :public Car
{
public:
	virtual void Drive()
	{
		cout << "Benz-舒适" << endl;
	}
};
class BMW :public Car
{
public:
	virtual void Drive()
	{
		cout << "BMW-操控" << endl;
	}
};
void Test()
{
	Car* pBenz = new Benz;
	pBenz->Drive();
	Car* pBMW = new BMW;
	pBMW->Drive();
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

我们可以看到虚函数是不能实例化出对象的,我们想要通过它调用对应对象的函数,我们需要用到指针的方式

四 多态的原理
1.函数表
除了_b成员,还多一个__vfptr放在对象的前面(注意有些 平台可能会放到对象的最后面,这个跟平台有关),对象中的这个指针我们叫做虚函数表指针(v代表virtual,f代表function)。
1. 派生类对象d中也有一个虚表指针,d对象由两部分构成,一部分是父类继承下来的成员,虚
表指针也就是存在部分的另一部分是自己的成员。
2. 基类b对象和派生类d对象虚表是不一样的,这里我们发现Func1完成了重写,所以d的虚表
中存的是重写的Derive::Func1,所以虚函数的重写也叫作覆盖,覆盖就是指虚表中虚函数
的覆盖。重写是语法的叫法,覆盖是原理层的叫法。
3. 另外Func2继承下来后是虚函数,所以放进了虚表,Func3也继承下来了,但是不是虚函
数,所以不会放进虚表。
4. 虚函数表本质是一个存虚函数指针的指针数组,一般情况这个数组最后面放了一个nullptr。
5. 总结一下派生类的虚表生成: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
类重写了基类中某个虚函数,用派生类自己的虚函数覆盖虚表中基类的虚函数 c.派生类自己
新增加的虚函数按其在派生类中的声明次序增加到派生类虚表的最后。
6 虚函数存在哪的?虚表存在哪的? 答:虚函数存在虚表,虚表存在对象中。注意上面的回答的错的,
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的,都是存在代码段的,只是
他的指针又存到了虚表中。另外对象中存的不是虚表,存的是虚表指针。
2 多态的原理:

多态的原理就是,在一个对象中里面存了虚表的指针,然后通过虚表找到虚函数,当然记得是虚表里存的也是虚函数的指针。

3.动静态绑定

1. 静态绑定又称为前期绑定(早绑定),在程序编译期间确定了程序的行为也称为静态多态
比如:函数重载
2. 动态绑定又称后期绑定(晚绑定),是在程序运行期间,根据具体拿到的类型确定程序的具体
行为,调用具体的函数,也称为动态多态
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