（P35）虚函数与多态：纯虚函数 ，抽象类 ，多态 ，虚析构函数

2024-06-08 06:08
文章标签 函数 多态 抽象类 虚析构 纯虚 p35

本文主要是介绍（P35）虚函数与多态：纯虚函数 ，抽象类 ，多态 ，虚析构函数，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

    • 1.纯虚函数
    • 2.抽象类
    • 3.多态
    • 4.虚析构函数

1.纯虚函数

  • 虚函数的特征：
    基类之指针指向派生类的对象，调用的是派生类的虚函数，若不是虚函数，则调用的还是基类的函数，是依据类型来决定的；
    这就可以使得我们可以以一致的观点来看待不同的派生类对象，而不需要关注派生类对虚函数是如何实现的；
    该过程是动态绑定的，也就是在运行时刻才确定虚函数实际的入口地址；

  • 虚函数是实现多态性的前提
    （1）需要在基类中定义共同的接口
    （2）接口要定义为虚函数

  • 如果基类的接口没办法实现怎么办？
    eg：形状类Shape，它是一个抽象类，它的绘制方法是没有办法实现的

  • 解决办法
    将这些接口定义为纯虚函数；
    拥有纯虚函数的类就是抽象类；
    抽象类中的纯虚函数是不需要实现的；
    抽象类不能实例化（不能定义一个对象），因为它并不是一个实际存在的事物；

  • 在基类中不能给出有意义的虚函数的定义，这时可以把它说明成纯虚函数，把它的定义留给派生类来做

  • 定义纯虚函数

class 类名{
virtual 返回值类型 函数名(参数表) = 0;
};
  • 纯虚函数是不需要实现的，它的实现是留给派生类

2.抽象类

  • 拥有纯虚函数的类就是抽象类

  • 作用：
    （1）抽象类为抽象和设计的目的而声明，将有关的数据和行为组织在一个继承层次结构中，保证派生类具有要求的行为
    （2）对于暂时无法实现的函数，可以声明为纯虚函数，留给派生类中去实现

  • 注意
    （1）抽象类只能作为基类来使用
    （2）不能声明抽象类的对象
    （3）构造函数不能是虚函数，析构函数可以是虚函数
    因为在构造函数还没有调用之前，对象是没办法构造出来的，既然对象还没产生，则无法知道构造函数实际的入口地址，因为它是虚函数，实施的是动态绑定，它实际的入口地址存放在虚表中，既然对象都没构造出来，也无法通过虚表指针vptr无法找到实际调用的构造函数的入口地址，所以构造函数不能是虚函数

  • eg：P35\01.cpp

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;//Shape类不知道如何绘制Draw，所以定义为纯虚函数
//只要有纯虚函数就是抽象类，抽象类是不能定义对象的，它是现实中并不存在的事物
//在基类中不需要实现纯虚函数，如果派生类没有实现纯虚函数，那么该派生类
//也会成为抽象类，则需要派生类的派生类去实现这个纯虚函数
class Shape
{
public:// virtual void Draw() = 0;void Draw(){cout<<"Shape ..."<<endl;}
};class Circle : public Shape
{
public:void Draw(){cout<<"Circle::Draw() ..."<<endl;}
};class Square : public Shape
{
public:void Draw(){cout<<"Square::Draw() ..."<<endl;}
};void DrawAllShapes(const vector<Shape*>& v)
{vector<Square*>::const_iterator it;for (it=v.begin(); it!=v.end(); ++it){//it存放的是Shape*的指针，*it就是Shape*这个指针类型//基类指针*it指向派生类对象，会调用派生类的虚函数Draw//这里以一致的观点来看待不同的派生类对象(*it)->draw();}}int main(void)
{// Shape s;//Error, 不能实例化抽象类vector<Shape*> v;Shape* ps;ps =new Circle;v.push_back(ps);ps = new Square;v.push_back(ps);//将vector中的各个形状绘制出来DrawAllShapes(v);return 0;
}
  • 测试：
    Draw方法如果不是纯虚的，DrawAllShapes函数它会依据类型*it调用draw方法（*it就是Shape*这个指针类型，），则他会调用基类的draw方法，没办法将不同的派生类对象统一起来看待

在这里插入图片描述

  • eg：P35\01.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;//Shape类不知道如何绘制Draw，所以定义为纯虚函数
//只要有纯虚函数就是抽象类，抽象类是不能定义对象的，它是现实中并不存在的事物
//在基类中不需要实现纯虚函数，如果派生类没有实现纯虚函数，那么该派生类
//也会成为抽象类，则需要派生类的派生类去实现这个纯虚函数
class Shape
{
public:virtual void Draw() = 0;//一个类作为抽象基类，多态用途的基类，析构函数就应该声明为虚析构函数virtual ~Shape(){}
};class Circle : public Shape
{
public:void Draw(){cout<<"Circle::Draw() ..."<<endl;}~Circle(){cout <<"~Circle ..."<<endl;}
};class Square : public Shape
{
public:void Draw(){cout<<"Square::Draw() ..."<<endl;}~Square(){cout <<"~Square ..."<<endl;}
};void DrawAllShapes(const vector<Shape*>& v)
{vector<Square*>::const_iterator it;for (it=v.begin(); it!=v.end(); ++it){//it存放的是Shape*的指针，*it就是Shape*这个指针类型//基类指针*it指向派生类对象，会调用派生类的虚函数Draw//这里以一致的观点来看待不同的派生类对象(*it)->draw();}
}void DeleteAllShapes(const std::vector<Shape*>& v)
{vector<Square*>::const_iterator it;for (it=v.begin(); it!=v.end(); ++it){delete(*it);//析构函数是虚函数//会依据指针所指向的类型来调用析构函数,实际指向的是派生类的对象，会释放派生类对象，会//调用派生类的析构函数，再调用基类的析构函数，避免内存泄漏//如果析构函数不是虚的，则派生类的析构函数是无法被调用的}
}int main(void)
{// Shape s;//Error, 不能实例化抽象类vector<Shape*> v;Shape* ps;ps =new Circle;v.push_back(ps);ps = new Square;v.push_back(ps);//将vector中的各个形状绘制出来DrawAllShapes(v);DeleteAllShapes(v);return 0;
}
  • 测试：
    在这里插入图片描述
  • 抽象类不能用于直接创建对象实例，可以声明为抽象类的指针和引用
  • 可使用指向抽象类的指针支持运行时的多态性
  • 派生类中必须实现基类中的纯虚函数，否则它仍然被看作一个抽象类

3.多态

  • 多态的优点
    <1>多态性有助于更好地对程序进行抽象
    （1）控制模块（基类模块）能专注于一般性问题的处理
    （2）具体的操作交给具体的对象去做
    基类不需要关注派生类如何实现虚函数，只需要关注它们支持的是一致的接口即可，以统一的观点看待不同的派生类对象
    <2>多态性有助于提高程序的可扩展性
    （1）可以把控制模块与被操作的对象分开
    （2）可以添加已定义类的新对象，并能管理该对象
    （3）可以添加新类（已有类的派生类）的新对象，并能管理该对象

  • eg：工厂模式：P35\01.cpp

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;//Shape类不知道如何绘制Draw，所以定义为纯虚函数
//只要有纯虚函数就是抽象类，抽象类是不能定义对象的，它是现实中并不存在的事物
//在基类中不需要实现纯虚函数，如果派生类没有实现纯虚函数，那么该派生类
//也会成为抽象类，则需要派生类的派生类去实现这个纯虚函数
class Shape
{
public:virtual void Draw() = 0;//一个类作为抽象基类，多态用途的基类，析构函数就应该声明为虚析构函数virtual ~Shape(){}
};class Circle : public Shape
{
public:void Draw(){cout<<"Circle::Draw() ..."<<endl;}~Circle(){cout <<"~Circle ..."<<endl;}
};class Square : public Shape
{
public:void Draw(){cout<<"Square::Draw() ..."<<endl;}~Square(){cout <<"~Square ..."<<endl;}
};
//增加一个类
class Rectangle : public Shape
{void Draw(){cout<<"Rectangle::Draw() ..."<<endl;}~Rectangle(){cout <<"~Rectangle ..."<<endl;}
};void DrawAllShapes(const vector<Shape*>& v)
{vector<Square*>::const_iterator it;for (it=v.begin(); it!=v.end(); ++it){//it存放的是Shape*的指针，*it就是Shape*这个指针类型//基类指针*it指向派生类对象，会调用派生类的虚函数Draw//这里以一致的观点来看待不同的派生类对象(*it)->draw();}
}void DeleteAllShapes(const std::vector<Shape*>& v)
{vector<Square*>::const_iterator it;for (it=v.begin(); it!=v.end(); ++it){delete(*it);//析构函数是虚函数//会依据指针所指向的类型来调用析构函数,实际指向的是派生类的对象，会释放派生类对象，会//调用派生类的析构函数，再调用基类的析构函数，避免内存泄漏//如果析构函数不是虚的，则派生类的析构函数是无法被调用的}
}//简单的工厂模式：new Circle;new Square;new Triangle;这些new对象统一在一个地方
//统一类对象的创建
class ShapeFactory
{
public:static Shape* CreateShape(const string& name){Shape* ps = 0;if(name == "Circle"){ps = new Circle;}else if(name == "Square"){ps = new Square;}else if(name == "Rectangle"){ps = new Rectangle;}return ps;}
};int main(void)
{// Shape s;//Error, 不能实例化抽象类vector<Shape*> v;//用工厂模式代替下面// Shape* ps;// ps =new Circle;// v.push_back(ps);// ps = new Square;// v.push_back(ps);// //上面的控制模块都不需要动// //新增// ps = new Triangle;// v.push_back(ps);//工厂模式使用如下Shape *ps;ps = ShapeFactory::CreateShape("Circle");v.push_back(ps);ps = ShapeFactory::CreateShape("Square");v.push_back(ps);ps = ShapeFactory::CreateShape("Rectangle");v.push_back(ps);//将vector中的各个形状绘制出来DrawAllShapes(v);DeleteAllShapes(v);return 0;
}

4.虚析构函数

  • 析构函数可以声明为虚函数
    （1）delete 基类指针
    （2）程序会根据基类指针指向的对象的类型，确定要调用的析构函数
    （3）基类的析构函数为虚函数，所有派生类的析构函数都是虚函数

  • 构造函数不得是虚函数

  • 如果要操作具有继承关系的类的动态对象，最好使用虚析构函数。特别是在析构函数需要完成一些有意义的操作——eg：释放内存时

  • 析构函数还可以是纯虚的

  • eg：P35\02.cpp

#include <iostream>
using namespace std;//构造函数不能是虚函数
//析构函数可以是虚函数，若一个类有多态中的基类，应该将析构函数声明为虚析构函数// class Base
// {
// public:
//     void Test() = 0;//这是纯虚函数void Test() = 0;，Base类是抽象类
// };//对于一个没有任何接口的类,如果想要将它定义成抽象类,只能将虚析构函数声明为纯虚的
//通常情况下,在基类中纯虚函数需要实现
//例外是纯虚析构函数要给出实现(给出一个空的实现即可)
class Base
{
public:virtual ~Test() = 0;//拥有纯虚析构函数的类就是抽象类{}
};class Derived : public Base
{};int main(void)
{Derived d;return 0;
}

这篇关于（P35）虚函数与多态：纯虚函数 ，抽象类 ，多态 ，虚析构函数的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1041388。

相关文章

C++11的函数包装器std::function使用示例

C++11的函数包装器std::function使用示例

《C++11的函数包装器std::function使用示例》C++11引入的std::function是最常用的函数包装器,它可以存储任何可调用对象并提供统一的调用接口,以下是关于函数包装器的详细讲解... 目录一、std::function 的基本用法1. 基本语法二、如何使用 std::function
阅读更多...
hdu1171（母函数或多重背包）

hdu1171（母函数或多重背包）

题意：把物品分成两份，使得价值最接近 可以用背包，或者是母函数来解，母函数（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v）（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v）（1 + x^v+x^2v+.....+x^num*v） 其中指数为价值，每一项的数目为（该物品数+1）个 代码如下： #include<iostream>#include<algorithm>
阅读更多...
C++操作符重载实例(独立函数)

C++操作符重载实例(独立函数)

C++操作符重载实例，我们把坐标值CVector的加法进行重载，计算c3=c1+c2时，也就是计算x3=x1+x2，y3=y1+y2，今天我们以独立函数的方式重载操作符+（加号），以下是C++代码： c1802.cpp源代码： D:\YcjWork\CppTour>vim c1802.cpp #include <iostream>using namespace std;/*** 以独立函数
阅读更多...
函数式编程思想

函数式编程思想

我们经常会用到各种各样的编程思想，例如面向过程、面向对象。不过笔者在该博客简单介绍一下函数式编程思想. 如果对函数式编程思想进行概括，就是f(x) = na(x) , y=uf(x)…至于其他的编程思想，可能是y=a(x)+b(x)+c(x)…，也有可能是y=f(x)=f(x)/a + f(x)/b+f(x)/c… 面向过程的指令式编程 面向过程，简单理解就是y=a(x)+b(x)+c(x)
阅读更多...
JavaSE——封装、继承和多态

JavaSE——封装、继承和多态

1. 封装 1.1 概念      面向对象程序三大特性：封装、继承、多态 。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节 。     比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器， USB 插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU 、显卡、内存等一些硬件元件。
阅读更多...
利用matlab bar函数绘制较为复杂的柱状图，并在图中进行适当标注

利用matlab bar函数绘制较为复杂的柱状图，并在图中进行适当标注

示例代码和结果如下：小疑问：如何自动选择合适的坐标位置对柱状图的数值大小进行标注？😂 clear; close all;x = 1:3;aa=[28.6321521955954 26.2453660695847 21.69102348512086.93747104431360 6.25442246899816 3.342835958564245.51365061796319 4.87
阅读更多...
OpenCV结构分析与形状描述符（11）椭圆拟合函数fitEllipse()的使用

OpenCV结构分析与形状描述符（11）椭圆拟合函数fitEllipse()的使用

操作系统：ubuntu22.04 OpenCV版本：OpenCV4.9 IDE:Visual Studio Code 编程语言：C++11 算法描述 围绕一组2D点拟合一个椭圆。 该函数计算出一个椭圆，该椭圆在最小二乘意义上最好地拟合一组2D点。它返回一个内切椭圆的旋转矩形。使用了由[90]描述的第一个算法。开发者应该注意，由于数据点靠近包含的 Mat 元素的边界，返回的椭圆/旋转矩形数据
阅读更多...
Unity3D 运动之Move函数和translate

Unity3D 运动之Move函数和translate

CharacterController.Move 移动 function Move (motion : Vector3) : CollisionFlags Description描述 A more complex move function taking absolute movement deltas. 一个更加复杂的运动函数，每次都绝对运动。 Attempts to
阅读更多...
✨机器学习笔记（二）—— 线性回归、代价函数、梯度下降

✨机器学习笔记（二）—— 线性回归、代价函数、梯度下降

1️⃣线性回归（linear regression） f w , b ( x ) = w x + b f_{w,b}(x) = wx + b fw,b​(x)=wx+b 🎈A linear regression model predicting house prices： 如图是机器学习通过监督学习运用线性回归模型来预测房价的例子，当房屋大小为1250 f e e t 2 feet^
阅读更多...
JavaSE（十三）——函数式编程（Lambda表达式、方法引用、Stream流）

JavaSE（十三）——函数式编程（Lambda表达式、方法引用、Stream流）

函数式编程 函数式编程 是 Java 8 引入的一个重要特性，它允许开发者以函数作为一等公民（first-class citizens）的方式编程，即函数可以作为参数传递给其他函数，也可以作为返回值。 这极大地提高了代码的可读性、可维护性和复用性。函数式编程的核心概念包括高阶函数、Lambda 表达式、函数式接口、流（Streams）和 Optional 类等。 函数式编程的核心是Lambda
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2