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深入了解C++的多態(tài)與虛函數(shù)_C 語言

作者：lhb2998658795 ? 更新時間： 2022-09-23 編程語言

1.多態(tài)的機制與虛函數(shù)的機制

1.1 多態(tài)的機制

1.當在類中使用virtual聲明一個函數(shù)為虛函數(shù)時，在編譯時，編譯器會自動在基類中默默地安插一個虛函數(shù)表指針，同時的.rodata段為這類生成一張?zhí)摵瘮?shù)表，用來保存類中的虛函數(shù)的地址。

2.當繼承發(fā)生時，父類中的虛指針就被子類給繼承了下來，所以他的類對象空間就增大了一個指針的大小。

3.當子類構造對象時，這根繼承而來的虛指針，將會在子類的構造函數(shù)中被重新賦值，所賦的值即為子類類中產(chǎn)生的虛函數(shù)表地址。

4.當使用父類指針或引用，對虛函數(shù)進行調(diào)用時，通過這個虛函數(shù)表指針，在虛函數(shù)表中查找虛函數(shù)的地址，從而調(diào)用不同類的虛函數(shù)。

1.2 虛函數(shù)的機制

虛函數(shù)的意義何在？就是用來承接動態(tài)多態(tài)的。他是如何承接這種動態(tài)多態(tài)機制的呢？

當子類之中函數(shù)與父類之中的虛函數(shù)重名時，且返回值與形參列表都一致時，將是對父類虛函數(shù)的重寫。當在子類重寫虛函數(shù)時，將會把虛函數(shù)表中的父類的虛函數(shù)地址覆蓋掉。

1.3虛函數(shù)表的結構圖

1.4 動態(tài)多態(tài)實現(xiàn)的三個前提件（很重要）

1.有繼承關系

2.基類中有虛函數(shù)，且子類重寫虛函數(shù)

3.基類指針或引用，指向或引用父類對象，就會形成動態(tài)多態(tài)

2.多態(tài)實例應用

#include <iostream>
 
using namespace std;
class Driver{
public:
    virtual void show_info()
    {
        cout<<"我是司機"<<endl;
    }
};
 
class Bwm:public Driver
{
public:
    void show_info()
    {
        cout<<"我開的是寶馬"<<endl;
    }
};
 
class Benchi:public Driver
{
public:
    void show_info()
    {
        cout<<"我開的是奔馳"<<endl;
    }
};
 
class Tuolaji:public Driver
{
public:
    void show_info()
    {
        cout<<"我開的是拖拉機"<<endl;
    }
};
 
class Kai
{
public:
    void kaiche(Driver& p)
    {
        p.show_info();
    }
 
};
 
int main()
{
    Bwm bwm;
    Tuolaji tuolaji;
    Benchi benchi;
 
    Kai p;
    p.kaiche(tuolaji);
    p.kaiche(benchi);
    p.kaiche(benchi);
 
 
    return 0;
}

結果圖:

3.多態(tài)的巨大問題與虛析構

3.1代碼舉例說明

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class A
{
public:
    A()
    {
        cout<<"A的構造"<<endl;
    }
 
    ~A()
    {
        cout<<"A的析構"<<endl;
    }
 
    virtual void show_info()
    {
        cout<<"愛吃飯"<<endl;
    }
};
 
class B:public A
{
public:
    B()
    {
        cout<<"B的構造"<<endl;
    }
 
    ~B()
    {
        cout<<"B的析構"<<endl;
    }
 
    void show_info()
    {
        cout<<"愛吃糖"<<endl;
    }
};
 
int main()
{
    A* a=new B;
    a->show_info();
 
    delete a;
    return 0;
}

結果圖：

由圖可知：當用虛函數(shù)實現(xiàn)多態(tài)的時候，子類的的析構無法進行。

所以我們應該怎么解決呢？

3.2代碼實現(xiàn)

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class A
{
public:
    A()
    {
        cout<<"A的構造"<<endl;
    }
 
    virtual~A()
    {
        cout<<"A的析構"<<endl;
    }
 
    virtual void show_info()
    {
        cout<<"愛吃飯"<<endl;
    }
};
 
class B:public A
{
public:
    B()
    {
        cout<<"B的構造"<<endl;
    }
 
    ~B()
    {
        cout<<"B的析構"<<endl;
    }
 
    void show_info()
    {
        cout<<"愛吃糖"<<endl;
    }
};
 
int main()
{
    A* a=new B;
    a->show_info();
 
    delete a;
    return 0;
}

結果圖：

所以，為了避免子類的析構無法執(zhí)行而造成的內(nèi)存泄漏問題，應該把最遠端父類的析構函數(shù)定義為虛析構。虛析構的語法即是在最遠端父類的析構函數(shù)名前 加virtual進行修飾即可。

虛析構如下：

virtual~A()
    {
        //虛析構的定義形式。
    }

4.純虛函數(shù)與抽象類

4.1純虛函數(shù)語法格式

class + 類名
{
? public:
? ? ? virtual void showInfo() = 0; ?
};

4.2純虛函數(shù)的定義

在類中定義一個沒有函數(shù)體的虛函數(shù)就叫做純虛函數(shù)。類中有純虛函數(shù)的類就叫做抽象類。抽象類被人稱接口類。這個純虛函數(shù)只有一個函數(shù)名做為函數(shù)功能的表現(xiàn)，而沒有函數(shù)體的實現(xiàn)。純虛函數(shù)必須在子類之中進行實現(xiàn)，如果繼承的子類沒有實現(xiàn)父類的純虛函數(shù)，那么這個子類也將成員抽象類。抽象類是不可以定義對象的。純虛函數(shù)也叫接口類中的接口。

4.3抽象類的應用實例

#include <iostream>
 
using namespace std;
class A
{
public:
    virtual void show_info()=0;
 
    virtual void goshopping()=0;
};
 
class B:public A
{
public:
    void show_info()
    {
        cout<<"我是大哥"<<endl;
    }
 
    void goshopping()
    {
        cout<<"我是小弟"<<endl;
    }
};
 
int main()
{
   A* a=new B;
   a->show_info();
   a->goshopping();
    return 0;
}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/a2998658795/article/details/126039682

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