虚函数和多态

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多态的概念

多态的概念: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。

多态的定义及实现

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。

那么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

虚函数:即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。

class Person 
{ 
public: virtual void BuyTicket()
    { 
        cout << "买票-全价" << endl;
    }
};

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。

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; 
} /*注意:在重写基类虚函数时,派生类的虚函数在不加virtual关键字时,虽然也可以构成重写(因 为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范,不建议 这样使用*/ 
/*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;
}

C++11 override 和 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
class Car
{ 
    public: virtual void Drive() final {} 
    
}; 
class Benz :public Car
{ 
    public: virtual void Drive() 
    {
        cout << "Benz-舒适" << endl;
    }
};
  1. 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。
class Car
{ 
    public: virtual void Drive(){}
}; 
class Benz :public Car
{
    public: virtual void Drive() override 
    {
        cout << "Benz-舒适" << endl;
    } 
};

重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

image.png

抽象类

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。

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 现。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。