虚函数·多态·重写

虚函数机制：

  • 父类的指针或引用指向子类的对象，优先调用子类成员，没有再调用父类成员
  • 虚函数允许函数调用与函数体的联系在运行时才给出，可以实现同一接口，多种实现。（可以使用父类去统一的管理子类对象，从而减轻了我们去对每一个对象单独管理的负担）
  • 虚函数是一种动态的多态，属于动态联编。

典型例题：虚函数和多态实现

注意：基类指针指向的是派生类对象的地址，注意对象前的& 取址符

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动态链编与静态链编

静态链编：在程序编译链接阶段进行链编，程序运行前，确定函数的调用与执行。
调用条件：

  • 基类的指针或引用指向派生类对象
  • 调用虚函数

动态链编：指在程序运行时进行的，在程序运行时确定函数的调用与执行。
继承是动态链编的基础，虚函数是动态链编的关键。

虚析构函数

虚析构函数

  • 基类的析构函数为虚函数，其派生类中的析构函数也是虚函数；
  • detele普通基类指针只会调用父类的析构函数，子类的不会被调用
  • delete基类的虚析构函数，且派生类有自定义析构函数实现时，delete基类指针时会同时调用派生类的析构函数；
  • 派生类析构的时候，会自动调用基类的析构函数

将析构函数设置成虚函数是: 为了释放父类指针指向的子类对象时，调用子类的析构函数
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纯虚函数&抽象类

纯虚函数：

  • 是一种特殊的虚函数，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而把它声明为纯虚函数，他的实现留给父类的子类去做；
  • 含有纯虚函数的类称为抽象类，抽象类不能定义对象（不能实例化）；抽象类最少有一个纯虚函数
  • 写法：virtual void function（）=0；
  • 构造函数不能是虚函数，析构函数可以是虚函数；

抽 象 类：

  • 使用抽象类的目的是统一接口，让所有子类实现这个接口
  • 抽象类只能作为基类来使用，不能声明抽象类的对象；
  • 抽象类不能用于直接创建对象实例，可以声明抽象类的指针和引用
  • 我们子类对象需要一个父类指针去管理他们，父类中的虚函数又确实没有实现的代码；支持多态性
  • 继承自抽象类的子类如果没有实现父类的所有纯虚函数，仍然是抽象类

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一个类对象中存在多少个虚函数表和什么有关?
直接继承了多少个虚函数的父类，就有多少个虚函数表
什么时候会向虚函数表内添加内容

1. 子类原直接继承父类的虚函数时，会根据有位置放置到对应的表中
2. 子类重写父类虚函数的时候，会找到对应父类的虚函数表，覆盖
3. 子类添加自己的虚函数时，会添加到第一张表的结尾

虚函数对于类大小的影响

类中 空函数 1个 字节
类中有一个虚函数 多出4个字节（放置的指向虚函数表的指针）；
如果父类和子类函数同名，子类的虚函数表的指针与父类虚表指针放在同一个4字节内
如果是两个 父类的话，会分别建立两个独立的虚表，即8个字节

重载 重定义 重写

1.重载：在同一个作用域内，函数名相同，参数不同（参数类型，参数个数）
（C++编译器的名称粉碎机制，根据函数参数的不同，把函数修改称不同的名字）
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2.重定义 ：普通继承，子类父类具有同名函数，会使用子类的函数，屏蔽父类的函数。

  1. class A{
  2. public:
  3.     voidf(){cout << "A" << endl; }
  4. public:
  5.     int _x;
  6. };
  9. class B : public A
  10. {
  11. public:
  12.     void f(int a)
  13.     {
  14.         cout << "B" << endl;
  15.     }
  16. public:
  17.     int _x;
  18. };
  21. voidtest1()
  22. {
  23.     B b;
  24.     b.f();
  25. }

3.重写：

  • （多态）子类函数名相同，参数类型相同，父类声明virtual（有虚函数）
  • 父类的指针或引用指向子类对象，就会调用子类的虚函数

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  1. 重载
  2. 1、函数在同一作用域里
  3. 2、函数名相同/参数不同
  4. 3、返回值可以不同
  7. 重写（覆盖）
  8. 1、函数不在同一作用域里（两个函数分别在父类和子类里）
  9. 2、函数名相同/参数列表相同/返回值相同（协变除外）
  10. 3、基类函数必须是虚函数（有关键字virtual）
  11. 4、访问修饰符可以不同
  14. 重定义（隐藏）
  15. 1、函数在不同作用域里（分别在父类和子类里）
  16. 2、函数名相同
  17. 3、在基类和派生类不构成重写那就是重定义

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虚函数表 虚表指针

虚函数表

  • 虚函数表指针指向的是虚函数表
  • 同一个类的多个对象在一个虚函数表中
  • 虚函数表是以类为单位的，子类继承自多少个父类，就有多少张虚函数表，一般情况下一个表占4字节（对齐问题）

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