6.28隨筆（C++類的多態性和虛函數）

C++中類的多態性通過虛函數來實現

虛函數與純虛函數

虛函數

定義方法：在基類的函數前面加上virtual關鍵字
定義某個函數爲虛函數是爲了能夠使用基類指針來調用派生類函數

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 1 << endl;
    }
    virtual void print2()
    {
        cout << 2 << endl;
    }
};
class B : public A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 3 << endl;
    }
    void print2()
    {
        cout << 4 << endl;
    }
};
int main()
{
    A a;
    B b;
    A *p;
    p = &a;
    p->print1();
    p->print2();
    p = &b; //基類指針指向派生類對象
    p->print1();
    p->print2();
    return 0;
}

示例

上面代碼輸出 1 2 1 4 ，前兩個很清楚，基類指針指向基類對象，調用的都是基類本身函數，自然輸出1 2。
後面兩個輸出 1 4，體現了類的多態性，輸出1是因爲基類指針指向派生類對象，只會調用基類的函數（也即靜態綁定），輸出2的原因是因爲基類中的print2()是虛函數，由於每個虛函數都有一個虛函數列表，此時p調用print1()並不是直接調用函數，而是通過虛函數列表找到相應的函數的地址，因此根據指向的對象不同，函數地址也將不同，這裏將找到對應的子類的print1()函數的地址（也即動態綁定）。

純虛函數

定義方法：在虛函數後面加上=0
性質：

1. 包含純虛函數的類稱爲抽象類，抽象類不可以創建對象。
2. 純虛函數在基類中沒有定義，但是在派生類必須找到相應的實現方法，否則派生類也爲抽象類。

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 1 << endl;
    }
    virtual void print2() = 0; //定義了一個純虛函數
};
class B : public A
{
public:
    void print1()
    {
        cout << 3 << endl;
    }
    void print2()
    {
        cout << 4 << endl;
    }
};
int main()
{
    // A a; //錯誤 A爲抽象類
    B b;
    A *p;
    p = &b; //基類指針指向派生類對象
    p->print1();
    p->print2();
    return 0;
}

示例

參考資料

1. 淺談C++多態性
2. 虛函數和純虛函數的區別
3. C++父類指針指向子類對象的實現原理
4. 當我們使用虛函數的時候，我們究竟想幹什麼？