柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：C++:虛函數(shù)與多態(tài)

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一、虛函數(shù)和多態(tài)

(1)虛函數(shù):

在類的定義中，前面有virtual關(guān)鍵字的成員函數(shù)就是虛函數(shù)

注意：virtual關(guān)鍵字只出現(xiàn)在類定義的函數(shù)聲明中，寫函數(shù)體時(shí)不用

(2)多態(tài)

Ⅰ.多態(tài)的表現(xiàn)形式：

1.指針

上面提到，派生類的對(duì)象可以賦給基類指針，那么當(dāng)我們用這個(gè)指針調(diào)用一個(gè)基類和派生類中同名同參的虛函數(shù)時(shí)：

①若該指針指向的是一個(gè)基類的對(duì)象，那么被調(diào)用的會(huì)是基類的虛函數(shù)

②若該對(duì)象指向的是一個(gè)派生類的對(duì)象，那么被調(diào)用的會(huì)是派生類的虛函數(shù)

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2.引用

上面提到，派生類的對(duì)象可以賦給基類引用，那么當(dāng)我們用這個(gè)引用調(diào)用一個(gè)基類和派生類中同名同參的虛函數(shù)時(shí)：

①若該引用的對(duì)象是一個(gè)基類的對(duì)象，那么被調(diào)用的會(huì)是基類的虛函數(shù)

②若該引用的對(duì)象是一個(gè)派生類的對(duì)象，那么被調(diào)用的會(huì)是派生類的虛函數(shù)

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Ⅱ.多態(tài)的作用

??在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中使用多態(tài)，能夠增強(qiáng)程序的可擴(kuò)充性，即程序需要修改或增加功能的時(shí)候，需要改動(dòng)和增加的代碼較少。

??實(shí)戰(zhàn)案例：北京大學(xué)程序設(shè)計(jì)魔獸世界大作業(yè)

注意事項(xiàng)：

1.在非構(gòu)造函數(shù)，非析構(gòu)函數(shù)的成員函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù)，是多態(tài)!(因?yàn)樵诰幾g時(shí)并不會(huì)考慮構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)之外的函數(shù)調(diào)用)

2.在構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù)，不是多態(tài)。編譯時(shí)即可確定，調(diào)用的函數(shù)是自己的類或基類中定義的函數(shù)，不會(huì)等到運(yùn)行時(shí)才決定調(diào)用自己的還是派生類的函數(shù)。

3.派生類中和基類中虛函數(shù)同名同參數(shù)表的函數(shù)，不加virtual也自動(dòng)成為虛函數(shù)

總的來說：“多態(tài)”的關(guān)鍵在于通過基類指針或引用調(diào)用一個(gè)虛函數(shù)時(shí)，編譯時(shí)不確定到底調(diào)用的是基類還是派生類的函數(shù)，運(yùn)行時(shí)才確定究竟調(diào)用哪個(gè)類下的函數(shù)，這種機(jī)制被叫做“動(dòng)態(tài)聯(lián)編”。

二、多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理

我們先來觀察兩個(gè)唯一區(qū)別在是否包含了虛函數(shù)的類的大小

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發(fā)現(xiàn)含有虛函數(shù)的Base2會(huì)比不含虛函數(shù)的Base1多出8個(gè)字節(jié)

每一個(gè)有虛函數(shù)的類(或有虛函數(shù)的類的派生類)都有一個(gè)虛函數(shù)表，該類的任何對(duì)象中都放著虛函數(shù)表的指針。虛函數(shù)表中列出了該類的虛函數(shù)地址，多出來字節(jié)就是用來存放虛函數(shù)表的地址的。具體構(gòu)造如下：

多態(tài)的函數(shù)調(diào)用語句被編譯成一系列根據(jù)基類指針?biāo)赶虻模ɑ蚧愐盟玫模?duì)象中存放的虛函數(shù)表的地址，在虛函數(shù)表中查找虛函數(shù)地址，并調(diào)用虛函數(shù)的指令。

三、虛析構(gòu)函數(shù)

通過基類的指針刪除派生類對(duì)象時(shí)，通常情況下只會(huì)調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)。

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但是當(dāng)我們刪除一個(gè)派生類的對(duì)象時(shí)，應(yīng)該先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)，然后調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)。

這個(gè)時(shí)候我們就要人為地把基類的析構(gòu)函數(shù)聲明為virtual(派生類的析構(gòu)函數(shù)可以不聲明virtual)，然后我們通過基類的指針刪除派生類對(duì)象時(shí)，就會(huì)先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)再調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)。

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四、純虛函數(shù)和抽象類

(1)純虛函數(shù):帶有純說明符=0的虛函數(shù)，目的是為純虛函數(shù)提供定義(若純虛函數(shù)是析構(gòu)函數(shù)那么必須提供定義).

?注意：此定義必須要類體內(nèi)部提供（函數(shù)聲明的語法不允許純說明符=0與函數(shù)體一起出現(xiàn)）

2.抽象類:包含純虛函數(shù)的類叫做抽象類

注意：

①抽象類只能作為基類來派生新類使用，不能創(chuàng)建抽象類的對(duì)象

②抽象類的指針和引用可以指向由抽象類派生出來的類的對(duì)象

③在抽象類的成員函數(shù)內(nèi)可以調(diào)用純虛函數(shù)，但是在構(gòu)造函數(shù)或析構(gòu)函數(shù)內(nèi)部不能調(diào)用純虛函數(shù)。

④如果一個(gè)類從抽象類派生而來，那么當(dāng)且僅當(dāng)它實(shí)現(xiàn)了基類中的所有純虛函數(shù)，它才能成為非抽象類。

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