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【C++】虚函数

时间:2016-04-27 00:10:39      阅读:288      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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I 动态绑定、多态、虚函数、对象的静态类型与动态类型

  1、基类中有两种函数:

    • 派生类直接继承不做改变
    • 派生类重新定义成适合自身的版本覆盖掉基类的函数

  对于第一种就是普通的基类成员public/protected函数,第二种通常通过将该函数定义为虚函数来实现。

  

  2、对于基类对象的引用或指针,由于继承关系会有两种不同的类型:

    • 静态类型:指针或引用定义时的类型
    • 动态类型:指针或引用实际指向的对象类型

  对于对象的引用或者指针,可以实现从派生类向基类的类型转换,以下代码是合法的:

class Base{
        virtual void print(){...}
};

class Derive:public Base{
        void print(){...}
};

Derive d;
Base &b1 = d;
Base *b2 = &d;

  但是不存在从基类到派生类的类型转换,因为派生类都包含基类部分,说白了,就是基类有的派生类都有,派生类基类不一定有,可以说苹果是水果,不能说水果是苹果嘛。

  如果表达式既不是指针也不是引用时,则它的动态类型永远与静态类型一致,也不存在基类和派生类之间的类型转换。

  

  3、在使用基类的引用或者指针调用一个虚函数的时候,由于基类的引用或者指针的动态类型可能和静态类型不一样,在编译时并不能确定它调用的虚函数是基类的还是派生类的,直到运行时才能根据其动态类型来确定其虚函数版本的现象,被称作动态绑定,也叫运行时绑定。举个例子,一个基类Person,两个派生类Professor和student都继承自Person:

class Person {
public:
    Person() = default;
    Person(string s, int a) : name(s), age(a){}

    string name;
    int age;

    virtual void getdata(){
        cin >> name;
        cin >> age;
    }    
    virtual void putdata(){
        cout << name << " " << age << endl;
    }
};

class Professor :public Person{
public:
    Professor() = default;
    Professor(string s, int a) : Person(s, a){}

    int publications;
    int cur_{ id };

    static const int id = 1;

    void getdata(){
        cin >> name;
        cin >> age;
        cin >> publications;
    }

    void putdata(){
        cout << name << " " << age << " " << publications << " " << id << endl;
    }
};

class Student :public Person{
public:
    int marks[6];
    int cur_{ id };

    static const int id = 2;

    void getdata(){
        cin >> name;
        cin >> age;
        for (int i = 0; i < 6; i++){
            cin >> marks[i];
        }
    }

    void putdata(){
        int sum = marks[0] + marks[1] + marks[2] + marks[3] + marks[4] + marks[5];
        cout << name << " " << age << " " << sum << " " << id << endl;
    }
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

    //=====================================================================
    // 静态类型为基类,动态类型为派生类
    // 基类指针调用虚函数,发生动态绑定,按照其动态类型进行调用
    // 如果基类没有定义虚函数,则调用基类函数
    //======================================================================
    int val;
    Person *per[2];    //基类指针数组
    for (int i = 0; i < 2; i++){
        cin >> val;
        if (val == 1){
            per[i] = new Professor;    //第一个元素动态类型是professor
        }
        else per[i] = new Student; // 第二个元素动态类型是student

        per[i]->getdata(); //第一次调用的是professor::getdata,第二次调用的是student::getdata
    }
    for (int i = 0; i<2; i++)
        per[i]->putdata(); //第一次调用的是professor::putdata,第二次调用的是student::putdata

    //============================================================================
return 0; }

  4、当基类派生类有同名函数,但是基类中该函数不是虚函数(没有virtual),则不能实现覆盖,派生类直接继承基类函数,当基类引用或者指针调用函数时,不会发生动态绑定,调用的是基类函数。派生类和基类对象调用函数时,调用各自版本的函数

 


 

II 虚函数表,参考学习:http://blog.csdn.net/haoel/article/details/1948051

typedef void(*Fun)(void);

class Base {
public:
    virtual void f() { cout << "Base::f" << endl; }
    virtual void g() { cout << "Base::g" << endl; }
    virtual void h() { cout << "Base::h" << endl; }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Base b;

    cout << (int*)(&b) << endl;   //获取虚函数表地址
    cout << (int)*(int*)(&b) << endl; //虚函数表第一个函数地址
    
    Fun pFunB = (Fun)*((int*)*(int*)(&b));
    Fun pFunB1 = (Fun)*((int*)*(int*)(&b) + 1);
    Fun pFunB2 = (Fun)*((int*)*(int*)(&b) + 2);
    pFunB();    //Base::f
    pFunB1();    //Base::g
    pFunB2();    //Base::h

        return 0;
}

1、无虚函数覆盖,派生类直接继承基类的虚函数,虚函数表访问的仍然是基类的虚函数

Base::f Base::g Base::h

 

class Derive :public Base{
public:
    void f1() { cout << "Derive::f" << endl; }
    void g1() { cout << "Derive::g" << endl; }
    void h1() { cout << "Derive::h" << endl; }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Derive d;
    Fun pFunD = (Fun)*((int*)*(int*)(&d));
    Fun pFunD1 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 1);
    Fun pFunD2 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 2);
    pFunD();    //Base::f
    pFunD1();   //Base::g
    pFunD2();   //Base::h

    return 0;
}

2、无虚函数覆盖,但是派生类有自己的虚函数,则派生类的虚函数在虚函数表中按照定义顺序排在基类虚函数后面

Base::f Base::g Base::h Derive::f Derive::g Derive::h

 

class Derive :public Base{
public:
    virtual void f1() { cout << "Derive::f" << endl; }
    virtual void g1() { cout << "Derive::g" << endl; }
    virtual void h1() { cout << "Derive::h" << endl; }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Derive d;
cout << (int*)(&d) << endl; //获取虚函数表地址 cout << (int)*(int*)(&d) << endl; //虚函数表第一个函数地址 Fun pFunD = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)); Fun pFunD1 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 1); Fun pFunD2 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 2); pFunD(); //Base::f pFunD1(); //Base::g pFunD2(); //Base::h Fun pFunD3 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+3); Fun pFunD4 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) +4); Fun pFunD5 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 5); pFunD3(); //Derive::f pFunD4(); //Derive::g pFunD5(); //Derive::h system("pause"); return 0; }

3、派生类中有虚函数覆盖了基类的虚函数(如例中f),则在虚函数表中,派生类的虚函数放在了父类虚函数的位置,没被覆盖的保持原样

Derive::f Base::g Base::h Derive::g Derive::h

 

class Derive :public Base{
public:
    virtual void f() { cout << "Derive::f" << endl; }
    virtual void g1() { cout << "Derive::g" << endl; }
    virtual void h1() { cout << "Derive::h" << endl; }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    Derive d;

    Fun pFunD = (Fun)*((int*)*(int*)(&d));
    Fun pFunD1 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 1);
    Fun pFunD2 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 2);
    pFunD();    //Derive::f
    pFunD1();    //Base::g
    pFunD2();     //Base::h

    Fun pFunD3 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d)+3);
    Fun pFunD4 = (Fun)*((int*)*(int*)(&d) + 4);
    pFunD3();    //Derive::g
    pFunD4();    //Derive::h

        return 0;
}

4、多重继承,无虚函数覆盖:

  • 每个父类都有一张虚函数表,按照父类定义顺序排列
  • 派生类的虚函数排在第一个父类虚函数的后面
Base1::f Base1::g Base1::h Derive::f Derive::g Derive::h

 

Base2::f Base2::g Base2::h

 

Base3::f Base3::g Base3::h

 

5、多重继承,有虚函数覆盖:

  派生类中的虚函数放在被覆盖虚函数位置,其他不变

【C++】虚函数

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原文地址:http://www.cnblogs.com/Chilly2015/p/5436885.html

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