多态的概念及实现

2024-09-05 19:28
文章标签 实现 概念 多态

本文主要是介绍多态的概念及实现,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!

目录

前言

2. 多态的定义及实现

2.1多态的构成条件

2.2 虚函数

2.3虚函数的重写

重写、重载、重定义的辨析

虚函数重写的两个例外:

2.4 C++11 override 和 final

1. final:修饰虚函数,表示该虚函数不能再被重写

这样就会报错。

2. override: 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数,如果没有重写编译报错。

2.5 重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

易错

3. 抽象类

3.1 概念

3.2 接口继承和实现继承


前言

继承与多态常常伴随出现,前面已经进行了继承的学习,本文讲借助以下要点,进行多态的学习。

1. 多态的概念
2. 多态的定义及实现
3. 抽象类
1. 多态的概念
多态的概念:
在C++中,多态是面向对象编程(OOP)的一个核心概念。多态允许以统一的接口处理不同的数据类型,这意味着可以通过一个接口来访问一个方法,而这些 方法可以具有不同的实现
通俗来说,就是多种形态, 具体点就是去完成某个行为,当不同的对象去完成时会 产生出不同的状态
举个栗子:比如 买票这个行为,当 普通人买票时,是全价买票; 学生买票时,是半价买票; 军人
买票时是优先买票。针对买票的对象不同,得到的处理方式不同,结果就不同。
以此为例,进入多态的学习

2. 多态的定义及实现

2.1多态的构成条件

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。

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
咱们就先简单看一个多态的例子
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;
}

在上述调用中,采用了基类的引用传参,调用了被重写之后的虚函数。结果如下

采用不同的对象取调用函数之后,产生了不同的结果。

但是当我们采用对象传参调用之后,结果又是一样的,这是为什么呢?

下面就对原理进行详细的解释。

2.2 虚函数

虚函数:即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。virtual可以修饰类,变成虚基类,也可修饰函数,变成虚函数。(只能修饰成员函数)
class Person {
public:virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

2.3虚函数的重写

虚函数的重写(覆盖): 派生类中有一个 跟基类完全相同的虚函数 (即派生类虚函数与基类虚函数的
返回值类型、函数名字、参数列表 完全相同),称子类的虚函数重写了基类的虚函数。
可以说重写就是条件更加严格的隐藏(重定义)
注意:1.虚函数的重写是对函数体部分进行的重写,而不是参数部分。
2.重写时,父类的虚函数有virtual,子类可以省略这个符号

重写、重载、重定义的辨析

重写(覆盖)::继承关系中,父子类两个虚函数三同(函数名相同 参数相同 返回值相同)

重载:在同一作用域,函数名相同,参数不同

重定义(隐藏):父子类的函数中,函数名相同,子类隐藏父类的现象。

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
针或者引用,派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时,称为协变(前提是指针或者引用)。
class A{};
class B : public A {};
class Person {
public:virtual A* f() {return new A;}
};
class Student : public Person {
public:virtual B* f() {return new B;}
};
2. 析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)
如果 基类的析构函数为虚函数,此时派生类析构函数只要定义, 无论是否加virtual关键字,
都与基类的析构函数构成重写,虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同,
看起来违背了重写的规则,其实不然,这里可以理解为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
这种目的是为了防止在调用析构是出现内存泄漏。
class Person {
public:virtual ~Person() {cout << "~Person()" << endl;}
};
class Student : public Person {
public:virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
// 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数,下面的delete对象调用析构函
数,才能构成多态,才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数。
int main()
{Person* p1 = new Person;Person* p2 = new Student;delete p1;delete p2;return 0;
}

2.4 C++11 override final

从上面可以看出,C++对函数重写的要求比较严格,但是有些情况下由于疏忽,可能会导致函数
名字母次序写反而无法构成重载,而这种错误在编译期间是不会报出的,只有在程序运行时没有
得到预期结果才来debug会得不偿失,因此:C++11提供了override和final两个关键字,可以帮
助用户检测是否重写。

1. final:修饰虚函数,表示该虚函数不能再被重写

final放在虚函数的函数名之后(final修饰类时,也是放在类名之后)(只能修饰虚函数)

class Car
{
public:virtual void Drive() final {}
};
class Benz :public Car
{
public:virtual void Drive() {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};

这样就会报错。

2. override: 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数,如果没有重写编译报错。

override也是放在函数名之后,检测派生类的虚函数有没有完成重写,没有完成重写就会报错。
class Car{
public:virtual void Drive(){}
};
class Benz :public Car {
public:virtual void Drive() override {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};

2.5 重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

易错

答案是B。

原因:

1.我们用p取调用test()函数是允许调用的,因为存在继承

2.调用的test()函数的this指针是A*类型,因此内部调用的func()函数也是A*类型的调用。

3.func()函数完成了重写,同时调用时采用的是父类的指针,因此符合多态调用的概念(父类类型的指针、引用,去调用重写过的虚函数)

4.因此我们用子类的指针调用func()函数时,实际上实现了多态调用。调用的函数体部分是子类重写过的函数体:“B->”

但是内部打印的val值是基类val的值,即 1

那如果采用这种调用呢?

答案是D

这并不构成多态调用,因为this指针的类型是B*。这只是一个简单的隐藏(重定义)。

3. 抽象类

3.1 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
(可以定义指针,但是不能实例化对象)
如何理解抽象类呢?
其实可以把抽象类看成一个集合。比如说“动物”  “水果”  ,我们可以通过动物得到兔子、小猫、、、通过水果得到苹果、香蕉、、、、
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();
}

也就意味着这个地方的多态调用是在多个子类之间实现的,而不是父-子之间实现的

3.2 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
虚函数的继承是一种接口继承,派生类 继承的是基类虚函数的接口,目的是为了重写,达成
多态,继承的是接口。所以 如果不实现多态,不要把函数定义成虚函数

这篇关于多态的概念及实现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/1139849

相关文章

Oracle查询优化之高效实现仅查询前10条记录的方法与实践

《Oracle查询优化之高效实现仅查询前10条记录的方法与实践》:本文主要介绍Oracle查询优化之高效实现仅查询前10条记录的相关资料,包括使用ROWNUM、ROW_NUMBER()函数、FET... 目录1. 使用 ROWNUM 查询2. 使用 ROW_NUMBER() 函数3. 使用 FETCH FI

Python脚本实现自动删除C盘临时文件夹

《Python脚本实现自动删除C盘临时文件夹》在日常使用电脑的过程中,临时文件夹往往会积累大量的无用数据,占用宝贵的磁盘空间,下面我们就来看看Python如何通过脚本实现自动删除C盘临时文件夹吧... 目录一、准备工作二、python脚本编写三、脚本解析四、运行脚本五、案例演示六、注意事项七、总结在日常使用

Java实现Excel与HTML互转

《Java实现Excel与HTML互转》Excel是一种电子表格格式,而HTM则是一种用于创建网页的标记语言,虽然两者在用途上存在差异,但有时我们需要将数据从一种格式转换为另一种格式,下面我们就来看看... Excel是一种电子表格格式,广泛用于数据处理和分析,而HTM则是一种用于创建网页的标记语言。虽然两

Java中Springboot集成Kafka实现消息发送和接收功能

《Java中Springboot集成Kafka实现消息发送和接收功能》Kafka是一个高吞吐量的分布式发布-订阅消息系统,主要用于处理大规模数据流,它由生产者、消费者、主题、分区和代理等组件构成,Ka... 目录一、Kafka 简介二、Kafka 功能三、POM依赖四、配置文件五、生产者六、消费者一、Kaf

使用Python实现在Word中添加或删除超链接

《使用Python实现在Word中添加或删除超链接》在Word文档中,超链接是一种将文本或图像连接到其他文档、网页或同一文档中不同部分的功能,本文将为大家介绍一下Python如何实现在Word中添加或... 在Word文档中,超链接是一种将文本或图像连接到其他文档、网页或同一文档中不同部分的功能。通过添加超

windos server2022里的DFS配置的实现

《windosserver2022里的DFS配置的实现》DFS是WindowsServer操作系统提供的一种功能,用于在多台服务器上集中管理共享文件夹和文件的分布式存储解决方案,本文就来介绍一下wi... 目录什么是DFS?优势:应用场景:DFS配置步骤什么是DFS?DFS指的是分布式文件系统(Distr

NFS实现多服务器文件的共享的方法步骤

《NFS实现多服务器文件的共享的方法步骤》NFS允许网络中的计算机之间共享资源,客户端可以透明地读写远端NFS服务器上的文件,本文就来介绍一下NFS实现多服务器文件的共享的方法步骤,感兴趣的可以了解一... 目录一、简介二、部署1、准备1、服务端和客户端:安装nfs-utils2、服务端:创建共享目录3、服

C#使用yield关键字实现提升迭代性能与效率

《C#使用yield关键字实现提升迭代性能与效率》yield关键字在C#中简化了数据迭代的方式,实现了按需生成数据,自动维护迭代状态,本文主要来聊聊如何使用yield关键字实现提升迭代性能与效率,感兴... 目录前言传统迭代和yield迭代方式对比yield延迟加载按需获取数据yield break显式示迭

Python实现高效地读写大型文件

《Python实现高效地读写大型文件》Python如何读写的是大型文件,有没有什么方法来提高效率呢,这篇文章就来和大家聊聊如何在Python中高效地读写大型文件,需要的可以了解下... 目录一、逐行读取大型文件二、分块读取大型文件三、使用 mmap 模块进行内存映射文件操作(适用于大文件)四、使用 pand

python实现pdf转word和excel的示例代码

《python实现pdf转word和excel的示例代码》本文主要介绍了python实现pdf转word和excel的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价... 目录一、引言二、python编程1,PDF转Word2,PDF转Excel三、前端页面效果展示总结一