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介绍虚函数之前,先举一个继承中的实例
class A
{
public:
void show()const
{cout<<"A";};
};
class B:public A //B继承于A
{
public:
void show()const
{cout<<"B";};
};
void printfShow(A const& data)
{
data.show();
}
int main()
{
A a;
B b;
printfShow(a); //打印A
printfShow(b); //打印A
}
- 通过上面的实例可以告诉我们,在有继承的关系中,非虚函数的调用与对象无关,而是取决于类的类型,此处函数的参数类型为A,所有打印的永远是A里面的show()函数
- 下面举出一个相同的实例
class A
{
int data;
public:
A() { data = 1; }
void show() { cout << "A:" << data; }
};
class B:public A
{
int data;
public:
B() { data = 2; }
void show() { cout << "B:" << data; }
};
int main()
{
A a, *pa;
B b, *pb;
pa = &a; pa->show();//打印1
pb = &b; pb->show();//打印2
pa = &b; pa->show();//打印1,因为pa的类型为A
return 0;
}
/*==================================================*/
class A
{
int data;
public:
A(int data) { this->data = data; }
void show() { cout << "A:" << data; }
};
class B:public A
{
int data;
public:
B():A(10) { data = 2; }
void show() { cout << "B:" << data; }
};
int main()
{
A a(1), *pa;
B b, *pb;
pa = &a; pa->show();//打印1
pb = &b; pb->show();//打印2
pa = &b; pa->show();//打印10,还是A中的show,因为B中对A进行了构造
return 0;
}
一、虚函数
1.概念:
在函数前面加virtual,就是虚函数
2.覆盖(重写):基类的虚函数,如果派生类有相同的函数,则子类的方法覆盖了父类的方法(子类的函数前可省去virtual)
- 覆盖的要求:
- 只有成员函数才可定义为虚函数,友元/全局/static函数都不可以
- 函数名与参数列表相同
- 基类中函数前加virtual才可形成覆盖,否则为隐藏
- 函数在子类和父类中的访问权限可以不同
3.关键字
- virtual:用于虚函数前,加在父类的函数前,子类函数前不可加
- override:用于子类虚函数的参数列表后,用来说明此函数为虚函数(父类的虚函数不可使用)
二、虚函数表
1.概念:是一块连续的内存,所有虚函数的首地址都存放在虚函数表中,其大小为4字节
2.注意
- 只有类中有虚函数时,才有虚函数表
- 父子类之间的虚函数表是不同的地址,且虚函数表中的虚函数的首地址也不同
class A
{
public:
virtual void run1(){};
virtual void run2(){};
};
class A:public B
{
public:
virtual void run1(){};
virtual void run2(){};
};
int main()
{
cout<<sizeof(A); //4
cout<<sizeof(B); //4
}
3.通过指针访问虚函数表中的函数
原理:通过指针遍历虚函数表然后打印虚函数,虚函数都是按照顺序在内存中存储的
class A
{
public:
virtual void run1(){cout<<"A1";};
virtual void run2(){cout<<"A2";};
};
typedef void(*pFun)();
int main()//打印一个
{
pFun pf = NULL;
A a;
pf = (pFun)*((int*)*(int *)&a);
pf();//打印run1()函数
}
int main()//打印两个虚函数
{
pFun pf = NULL;
A a;
for (int i = 0; i < 2; ++i)
{
pf = (pFun)*((int*)*(int *)&a+i);
pf();
}
}
三、多态
1.概念:在子类覆盖了父类函数的情况下,用父类的指针(或引用)调用子类对象,或者通过父类指针调用覆盖函数的时候(动态绑定),实际上调用的是子类的覆盖版本,这种现象叫做多态
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2.多态的作用:多态是父类的指针调用完全由指向的类型决定,这样就可以产生不同的效果
3.多态的条件
- 父子类之间有覆盖关系
- 必须通过引用或者指针指向子类
4.代码演示
class A
{
int data;
public:
A(int data) { this->data = data; }
virtual void show() { cout << "A:" << data; }
};
class B:public A
{
int data;
public:
B():A(10) { data = 2; }
void show() { cout << "B:" << data; }
};
int main()
{
A a(1), *pa;
B b, *pb;
pa = &a; pa->show();//打印A中的show
pb = &b; pb->show();//打印B中的show
pa = &b; pa->show();//打印B中的show(多态实现)
return 0;
}
5.错误代码演示与更正
class A
{
int data;
public:
A() { data=1; }
void show() { cout << "A:" << data; }
};
class B:public A
{
int data;
public:
B() { data = 2; }
void show() { cout << "B:" << data; }
};
int main()
{
A a;
B pb;
pb = (B*)&a;//将A对象转换为B类型
pb->show();//打印垃圾值
return 0;
}
- 上面的代码,打印的是B的show(),因为没有函数virtual关键字,所以函数的调用看的是对象类型,此处的B的类型,所以调用的是B的show()。但是此种做法会打印垃圾值。
- 打印垃圾值原因:B类为8字节,A类为4字节。B中show()函数访问的是B类的后四节的data数据,现在pb指针指向的是4字节的空间,后面4字节不确定,因此为垃圾值。
- 上面的代码如果show函数加上virtual关键字,则不会产生错误,看如下代码
class A
{
int data;
public:
A() { data=1; }
virtual void show() { cout << "A:" << data; }
};
class B:public A
{
int data;
public:
B() { data = 2; }
void show() { cout << "B:" << data; }
};
int main()
{
A a;
B pb;
pb = (B*)&a;//将A对象转换为B类型
pb->show();//打印1,调用A中的show();
return 0;
}
- 原因:此处调用的是A中的show(),A中的show()访问的是前4字节的数据,A的data存在于前4字节,所以打印A中的data
四、纯虚函数(抽象类、接口)
1.基本概念:纯虚函数一种特殊的虚函数,在许多情况下在基类中不对虚函数做出有意义的实现,而是把它定义为纯虚函数,它的实现由派生类实现
- 格式:virtual 返回类型 函数名(参数列表)=0;
2.抽象类:包含纯虚函数的类成为抽象类
- 特点:抽象类包含纯虚函数,不能定义对象,只能被继承。类中所有成员函数必须是公有的
3.接口:是抽象类的一部分,提供纯虚函数接口
4.注意
- 纯虚函数没有函数体
- 纯虚函数可以不在派生类中实现,则派生类接着作为抽象类存在
5.代码演示
class CNpc
{
public:
virtual void PK()=0; //纯虚函数
};
class CNpc_1:public CNpc
{
public:
void PK(){
cout<<"CNpc_1 PK";
}
};
class CNpc_2:public CNpc
{
public:
void PK(){
cout<<"CNpc_2 PK";
}
};
int main()
{
CNpc* p1=&CNpc_1;
p1->PK(); //调用CNpc_1中的函数
CNpc* p2=&CNpc_2;
p2->PK(); //调用CNpc_2中的函数
}