深度理解C++多继承和多态

news2024/11/29 10:51:29

首先我们看看多继承的多态是如何发生的。

#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

class A
{
    public:

    virtual
    void a()
    {
        cout<<"virtual A::a()"<<endl;
    }

    virtual
    void b()
    {
        cout<<"virtual A::b()"<<endl;
    }

    virtual
    void c()
    {
        cout<<"virtual A::c()"<<endl;
    }
};

class B
{
    public:

    virtual
    void a()
    {
        cout<<"virtual B::a()"<<endl;
    }

    virtual
    void b()
    {
        cout<<"virtual B::b()"<<endl;
    }

    
    void c()
    {
        cout<<"B::c()"<<endl;
    }

    void d()
    {
        cout<<"B::d()"<<endl;
    }
};

class C
:public A
,public B
{
    public:

    virtual
    void a()
    {
        cout<<"virtual C::a()"<<endl;
    }
 
    void c()
    {
        cout<<"virtual C::c()"<<endl;
    }

    void d()
    {
        cout<<"C::d()"<<endl;
    }

};

void test()
{
    C c;
    cout<<"&c = "<<&c<<endl;
    //指向C中A的虚表
    A* pa=&c;
    cout<<"A*pa的地址pa = "<<pa<<endl;
    pa->a();    
    pa->b();   
    pa->c();    

    cout<<endl;

    //指向的虚表
    B* pb =&c;
    cout<<"B*pb的地址pb = "<<pb<<endl;
    pb->a();    
    pb->b();    
    pb->c();      
    pb->d();    

    cout<<endl;
    C* pc=&c;
    cout<<"C*pc的地址pc = "<<pc<<endl;
    pc->a();
    //pc->b();//error
    pc->A::b();
    pc->B::b();
    pc->c();
    pc->d();
}

int main()
{
    test();
    return 0;
}

根据上述代码我们可以知道,我们用类C去继承类A和类B,其中基类A的成员函数abc均为虚函数,在类B中我们将ab设为虚函数,cd设为普通成员函数。这时我们让C去继承A和B。并分别用基类指针指向派生类对象会发生什么呢?

通过我们将pa,pb,pc指针的地址打印出来,我们可以知道派生类对象大概的内存布局。当发生多态时需要满足这些条件:

  1. 基类定义虚函数
  2. 派生类重写该虚函数
  3. 创建派生类对象
  4. 基类指针指向(基类引用绑定)派生类对象
  5. 使用基类指针或引用调用派生类虚函数

因此我们用基类指针指向派生类对象的时候,他指向的其实是派生类对象中虚表的地址。因此我们当用A *pa=&c;这时pa指向的就是从类A中继承并重写的虚函数表的指针vfptr。由于B* pb=&c;这时B中只有两个虚函数,由于C中没有b虚函数那他就会继承b的虚函数放入虚表;C中有a的虚函数就将B中的虚函数重写放入虚表,此时B中剩了两个普通成员函数,这时我们调用B类型的指针,如果指向虚函数他就会指向C虚表中的函数,非虚函数就会指向B中的普通成员函数。

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