多态和虚函数

最新推荐文章于 2025-03-06 11:49:31 发布

typistw

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分类专栏： c++学习笔记

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本文通过实例详细解析了C++中多态的概念及其实现方式，包括虚函数的声明与使用，以及如何通过指针和引用实现动态绑定。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

先看两个例子

class C
{
public:
	string toString()
	{
		return "class c";
	}
};

class B : public C
{
	string toString()
	{
		return "class B";
	}
};

class A : public B
{
	string toString()
	{
		return "class A";
	}
};


void displayObject(C p)
{
	cout<<.toString()<<endl;
}

int main()
{
	displayObject(A());
	displayObject(B());
	displayObject(C());
	
	system("pause");

	return 0;
}

输出结果如下：<p>class C</p><p>class C</p><p>class C</p>

由于形参的类型是 C，因此，调用的总是 C 中定义的 toString 函数，三次函数调用的输出都是相同的结果。

如果调用 displayObject(A()) 时 A 中定义的 toString() 被调用，如果调用如果调用 displayObject(B()) 时 B 中定义的 toString() 被调用， displayObject(C()) 时 C 中定义的 toString() 被调用，为了达到这个目标，只要使用虚函数和指针变量修改上面程序即可。

class C
{
public:
	virtual string toString()
	{
		return "class c";
	}
};

class B : public C
{
	string toString()
	{
		return "class B";
	}
};

class A : public B
{
	string toString()
	{
		return "class A";
	}
};


void displayObject(C *p)
{
	cout<<p->toString()<<endl;
}

int main()
{
	A a=A();
	B b=B();
	C c=C();

	displayObject(&a);
	displayObject(&b);
	displayObject(&c);
	
	system("pause");

	return 0;
}

输出结果为：
class A
class B
class C

把类 C 中的 toString() 定义为虚函数， displayObject() 里定义了一个类型为 C 的指针变量 P，当调用 displayObject(&a)时，对象 A() 的地址被传递给 p。调用 p->toStrinfg()时， c++会动态地确定使用哪个 toString(）函数，由于 p 指向类 A 的一个对象，A 中被定义的 toString() 被调用。
在运行时确定调用哪个函数的能力称为 动态绑定(dynamic binding), 它还有一个更常用的名称----多态(polymorphism,源于希腊语，含义为“许多形式”)，因为一个函数有多种实现。

在c++中，在派生类中重定义一个虚函数，称为函数覆盖。一个函数在基类中定义为虚函数，在派生类中自动的被认为是虚函数，不必在派生类的函数声明中加上关键字 Virtual

为使一个函数能动态绑定，需要做两件事：

（1）在基类中，函数必须被声明为虚函数

（2）函数中应用对象的变量必须包含对象的地址

上面的程序是将对象的地址传递给一个指针，可将函数参数改为基类的应用类型

void displayObject(C &p)
{
	cout<<p.toString()<<endl;
}

int main()
{
	A a=A();
	B b=B();
	C c=C();

	displayObject(a);
	displayObject(b);
	displayObject(c);
	
	system("pause");

	return 0;
}