using namespace std;
class Base {
public:
virtual void tall();
};
class People : Base {
public:
void tall() {
cout << "people" << endl;
};
};
那么,在 main 方法中,我们不能使用 Base base; 这行代码,此时的 tall 没有实现,函数表(vtable)的引用是未定义的,故而无法执行。但我们可以使用 People people; 然后 people.tall(); 或 (&people)->tall(); 因为People实现或者说重写、覆盖了 Base 的纯虚方法 tall(),使其在 People 类中有了定义,函数表挂上去了,于是可以诞生实例了。
int main() {
// Base base;//不可用
People people;//可用
people.tall();
(&people)->tall();
return 0;
}
1939C++ 多态
父类的虚函数或纯虚函数在子类中依然是虚函数。有时我们并不希望父类的某个函数在子类中被重写,在 C++11 及以后可以用关键字 final 来避免该函数再次被重写。
例:
以上程序运行结果:
如果不希望一个类被继承,也可以使用 final 关键字。
格式如下:
则该类将不能被继承。
1938C++ 多态
虚函数这里说的有些乱,因为 C++ 写法奇葩略多。其实可以简单理解。
虚函数可以不实现(定义)。不实现(定义)的虚函数是纯虚函数。
在一个类中如果存在未定义的虚函数,那么不能直接使用该类的实例,可以理解因为未定义 virtual 函数,其类是抽象的,无法实例化。将报错误:
这和其它语言的抽象类,抽象方法是类似的——我们必须实现抽象类,否则无法实例化。(virtual 和 abstract还是有些区别的)
也就是说,如果存在以下代码:
那么,在 main 方法中,我们不能使用 Base base; 这行代码,此时的 tall 没有实现,函数表(vtable)的引用是未定义的,故而无法执行。但我们可以使用 People people; 然后 people.tall(); 或 (&people)->tall(); 因为People实现或者说重写、覆盖了 Base 的纯虚方法 tall(),使其在 People 类中有了定义,函数表挂上去了,于是可以诞生实例了。
上述的是针对虚函数而言,普通的函数,即使我们只声明,不定义,也不会产生上述不可用的问题。
1937C++ 多态
动态联编的实现机制 VTABLE
编译器对每个包含虚函数的类创建一个虚函数表VTABLE,表中每一项指向一个虚函数的地址,即VTABLE表可以看成一个函数指针的数组,每个虚函数的入口地址就是这个数组的一个元素。
每个含有虚函数的类都有各自的一张虚函数表VTABLE。每个派生类的VTABLE继承了它各个基类的VTABLE,如果基类VTABLE中包含某一项(虚函数的入口地址),则其派生类的VTABLE中也将包含同样的一项,但是两项的值可能不同。如果派生类中重载了该项对应的虚函数,则派生类VTABLE的该项指向重载后的虚函数,如果派生类中没有对该项对应的虚函数进行重新定义,则使用基类的这个虚函数地址。
在创建含有虚函数的类的对象的时候,编译器会在每个对象的内存布局中增加一个vptr指针项,该指针指向本类的VTABLE。在通过指向基类对象的指针(设为bp)调用一个虚函数时,编译器生成的代码是先获取所指对象的vtb1指针,然后调用vtb1所指向类的VTABLE中的对应项(具体虚函数的入口地址)。
当基类中没有定义虚函数时,其长度=数据成员长度;派生类长度=自身数据成员长度+基类继承的数据成员长度;
当基类中定义虚函数后,其长度=数据成员长度+虚函数表的地址长度;派生类长度=自身数据成员长度+基类继承的数据成员长度+虚函数表的地址长度。
包含一个虚函数和几个虚函数的类的长度增量为0。含有虚函数的类只是增加了一个指针用于存储虚函数表的首地址。
派生类与基类同名的虚函数在VTABLE中有相同的索引号(或序号)。
1936C++ 多态
C++多态意味着调用成员函数时,会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数;
形成多态必须具备三个条件:
1、必须存在继承关系;
2、继承关系必须有同名虚函数(其中虚函数是在基类中使用关键字Virtual声明的函数,在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时,会告诉编译器不要静态链接到该函数);
3、存在基类类型的指针或者引用,通过该指针或引用调用虚函数;
1935C++ 多态
1、纯虚函数声明如下: virtual void funtion1()=0; 纯虚函数一定没有定义,纯虚函数用来规范派生类的行为,即接口。包含纯虚函数的类是抽象类,抽象类不能定义实例,但可以声明指向实现该抽象类的具体类的指针或引用。
2、虚函数声明如下:virtual ReturnType FunctionName(Parameter) 虚函数必须实现,如果不实现,编译器将报错,错误提示为:
3、对于虚函数来说,父类和子类都有各自的版本。由多态方式调用的时候动态绑定。
4、实现了纯虚函数的子类,该纯虚函数在子类中就编程了虚函数,子类的子类即孙子类可以覆盖该虚函数,由多态方式调用的时候动态绑定。
5、虚函数是C++中用于实现多态(polymorphism)的机制。核心理念就是通过基类访问派生类定义的函数。
6、在有动态分配堆上内存的时候,析构函数必须是虚函数,但没有必要是纯虚的。
7、友元不是成员函数,只有成员函数才可以是虚拟的,因此友元不能是虚拟函数。但可以通过让友元函数调用虚拟成员函数来解决友元的虚拟问题。
8、析构函数应当是虚函数,将调用相应对象类型的析构函数,因此,如果指针指向的是子类对象,将调用子类的析构函数,然后自动调用基类的析构函数。