文章目录
- 多态的概念
- 多态的实现
- 多态产生的条件
- 什么是虚函数?
- 虚函数的重写和协变
- 重写
- 协变
- 析构函数的重写
- 为什么有必要要让析构函数构成重写?
多态的概念
C++中的多态是面向对象编程(OOP)的一个核心特性,指的是同一个接口可以用于不同类型的对象,而这些对象对同一消息可以做出不同的响应。
具体来说,多态性允许以统一的方式处理不同类型的对象,使得代码更加灵活和可扩展。多态通俗地说就是“多种形态”。
在不同的对象上执行相同的行为时,由于对象类型的不同,会产生不同的结果
举例来说,对于“买票”这个行为,普通人买票是全价,学生买票是半价,军人买票享有优先权。不同类型的对象(普通人、学生、军人)对同一行为产生了不同的响应。
多态的表现形式一般就是:
指向的对象不同,调用同名的函数,具体调用到的函数就不同
例
父类A和子类B中都有一个函数func(),构成多态的时候:
A*p=new A; 指向父类对象
p->func(); 就调用父类中的func
A*p=new B; 指向子类对象
p->func(); 就调用子类中的func
多态的实现
多态产生的条件
- 子类必须
重写(或者协变)
父类的虚函数 - 必须是
父类
的指针或者引用调用构成重写的虚函数
例
什么是虚函数?
在C++中,虚函数是使用virtual
关键字修饰的非静态
成员函数。
虚函数的主要作用是允许在派生类中重新定义基类的函数,从而实现多态。
关于虚函数的一些注意点:
-
虚函数就是为了实现多态而存在的,而且支持虚函数是
需要付出一定代价
的
所以如果不实现多态,就不要定义虚函数 -
静态成员函数
不能做
虚函数
因为
①虚表指针存在对象里,但是静态成员的生命周期比对象长,而且静态成员函数里面没有this指针,就找不到对象
②因为静态的特性:在以该父类为起始的整个继承体系中只有一份,如果实行多态的话就有多份了,这不符合静态的特性 -
在父类中声明为虚函数的成员函数,继承到子类后,这个成员函数即使没有被
virtual
修饰也是虚函数。
但是还是建议在子类中也加上virtual修饰
,这样代码的可读性更高
虚函数的重写和协变
重写
子类中有与父类完全相同【返回值类型、函数名、参数列表完全相同】的虚函数,称子类的虚函数重写了父类的虚函数。
例
协变
子类和父类的虚函数的返回值可以不同【其他两个(函数名,参数表)依旧必须相同】,但是满足以下3个条件的就构成协变
父类
的虚函数的返回值是一个父类
类型的指针或者引用子类
的虚函数的返回值是一个子类
类型的指针或者引用- 子类和父类的
返回值中的子类和父类
必须是同一个继承体系的
例
析构函数的重写
重写的要求上面说了,即必须子类和父类的虚函数的返回值
,函数名
,参数表
都相同才可以构成重写
但是析构函数名字的特殊性【~类名】,就让同一作用域中的两个类的析构函数的名字不可能相同
,因为这两个类的类名不可能相同
所以析构函数不能构成重写吗?
并非如此。
反而因为析构函数的多态非常重要,C++又专门为它开了一条路:
任意一个类,只要它加入了继承体系,那么它的析构函数的名字就会被改成destructor
因为析构函数没有返回值和参数表,所以析构函数构成重写非常简单,只需要在父类的析构函数前面加一个virtual,让它变成虚函数就可以了。
为什么有必要要让析构函数构成重写?
如果析构函数没有构成重写,那么下面这种情况就会内存泄露
:
因为析构函数没有构成多态
,所以delete时候只会看指针的类型是什么
,据此调用析构函数
所以只调用了父类的析构
上面的这种情况【父类指针指向new出来的子类对象】在使用多态的时候还是挺常见的,所以解决很有必要
当析构函数构成多态的时候:
因为析构函数构成了多态
,所以delete时候就会看指针的指向的对象是什么
,据此调用析构函数
所以会调用子类的析构