C++ 多态

个人笔记,仅供复习

1.虚函数

1.1 定义:在类的定义中,前面有virtual关键字的成员函数就是虚函数。

1.2 写法:virtual 关键字只用在类定义里的函数声明中, 写函数体时不用。

1.3 代码实例:

class A{
	virtual void say();
};
void A::say(){
	cout << "hello" << endl;
}

2.多态的表现形式:

2.1多态的表现形式一:派生类的指针可以赋给基类指针。通过基类指针调用和派生类同名的虚函数时:

  • 若该指针指向一个基类的对象,那么被调用是基类的虚函数
  • 若该指针指向一个派生类对象,那么被调用的是派生类的虚函数

这种机制就叫虚函数

2.2 多态的表现形式二:派生类的对象可以赋给基类引用。通过基类引用调用和派生类种的同名虚函数时:

  • 若该引用引用的是一个基类的对象,那么被调用的是基类的虚函数
  • 若该引用引用的是一个派生类对象,那么被调用的是派生类的虚函数

2.3 代码实例:

#include<iostream>
using namespace std;
class Base{
	public:
		virtual void say_hello(){
			cout << "hello" << endl;
		}
};
class Pai:public Base{
	public:
		virtual void say_hello(){
			cout << "I refuse!" << endl;
		}
};
int main()
{
	Pai a;
	Base b;
	Base *pr = &a;
	(*pr).say_hello();//调用的是Pai类种的虚函数
	return 0;
}

3.多态的作用

3.1 可扩充性:在面向对象的程序设计中使用多态,能够增强程序的可扩充性,即程序需要修改或增加功能的时候,需要改动和增加的代码较少。

3.2 代码实例:输入若干个几何形体的参数, 要求按面积排序输出。输出时要指明形状。

input:

第一行是几何形体数目n(不超过100).下面有n行,每行以一个字母c开头.
若 c 是 ‘R’,则代表一个矩形,本行后面跟着两个整数,分别是矩形的宽和高;
若 c 是 ‘C’,则代表一个圆,本行后面跟着一个整数代表其半径

若 c 是 ‘T’,则代表一个三角形,本行后面跟着三个整数,代表三条边的长度

output:

按面积从小到大依次输出每个几何形体的种类及面积。每行一个几何形体,输 出格式为:形体名称:面积

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
class Cshape{
	public:
		virtual double area() = 0;
		virtual void Print() = 0;
};
class Circular:public Cshape{
	private:
		double r;
	public:
		virtual double area(){
			return r*r*3.14;
		}
		virtual void Print(){
			cout << "Circular:"<<area()<<endl;
		}
		Circular(double r):r(r){ }
};
class Rectangle:public Cshape{
	private:
		int length,width;
	public:
		virtual double area(){
			return length*width;
		}
		virtual void Print(){
			cout << "Rectangle:"<<area()<<endl;
		}
		Rectangle(int length,int width):length(length),width(width){	}
};
class Triangle:public Cshape{
	private:
		int a,b,c;
	public:
		virtual double area(){
			double p = (a+b+c)/2;
			return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));
		}
		virtual void Print(){
			cout << "Triangle:"<<area()<<endl;
		}
		Triangle(int a,int b,int c):a(a),b(b),c(c){	}
};
bool cmp2(Cshape *a,Cshape *b){
	return a->area() < b->area();
}
int main()
{
	Cshape *pr[100];
	int n;
	cin >> n;
	char c;
	for(int i = 0;i < n;i++){
		getchar();
		cin >> c;
		if(c == 'R'){
			int length,width;
			cin >> length >> width;
			pr[i] = new Rectangle(length,width);
		}
		else if(c == 'C'){
			int r;
			cin >> r;
			pr[i] = new Circular(r);
		}
		else{
			int a,b,c;
			cin >> a >> b >> c;
			pr[i] = new Triangle(a,b,c);
		}
	}
	sort(pr,pr+n,cmp2);
	for(int i = 0;i < n;i++)	pr[i]->Print();
	return 0;
}

4.注意事项

4.1 在构造函数和析构函数种调用虚函数:在构造函数和析构函数中调用虚函数,不是多态。编译时即可确定,调用的函数是自己的类或基类中定义的函数,不会等到运行时才决定调用自己的还是派生 类的函数。

4.2 派生类种和基类同名同参的函数,不加virtual也会自动变成虚函数。

4.2 虚函数的访问权限:

#include<iostream>
using namespace std;
class Base{
	private:
		virtual void fun2(){
			cout << "Base::fun2()" << endl;
		}
};
class Derived:public Base{
	public:
		virtual void fun2(){
			cout << "Derived::fun2()" << endl;
		}
};
int main()
{
	Derived d;
	Base *pBase = & d;
	pBase -> fun2();//编译出错 
	return 0;
}
  •  编译出错是因为 fun2() 是Base的私有成员。即使运行到此时实际上调用的应该是 Derived的公有成员 fun2()也不行,因为语法检查是不考虑运行结果的。 
  • 如果 将Base中的 private换成public,即使Derived中的fun2() 是private的,编译依然能通过,也能正确调用Derived::fun2()。

5.虚析构函数

5.1 背景:通过基类的指针删除派生类对象时,通常情况下只调用基类的析构函数 。但是,删除一个派生类的对象时,应该先调用派生类的析构函数,然后调用基类的析构函数。 

5.2 解决办法:把基类的析构函数声明为virtual 

  • 派生类的析构函数可以virtual不进行声明
  • 通过基类的指针删除派生类对象时,首先调用派生类的析构函数,然后调用基类的析构函数 

5.3 一般来说,一个类如果定义了虚函数,则应该将析构函数也定义成虚函数。或者,一个类打算作为基类使用,也应该将析构函数定义成虚函数。 

5.4 注:不允许以虚函数作为构造函数

6.纯虚函数和抽象类

6.1 纯虚函数定义:没有函数体的虚函数

6.2 代码实例:

class A{
	private :
		int a;
	public:
		virtual void Print() = 0;//纯虚函数
		void fun(){
			cout << "fun" << endl;
		} 
};

6.3 抽象类:包含纯虚函数的类叫抽象类

  • 抽象类只能作为基类来派生新类来使用不能创建抽象类的对象
  • 抽象类的指针和引用可以指向由抽象类派生出来的类的对象

6.4 注:

  • 抽象类的成员函数内可以调用纯虚函数,但是在构造函数和析构函数内部不能调用纯虚函数
  • 如果一个类从抽象类派生而来,那么当且仅当它实现了基类中所有纯虚函数,它才能成为非抽象类
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