前言

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本文主要給大家介紹的是關(guān)于C++面向?qū)ο笾鄳B(tài)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，分享出來供大家參考學(xué)習(xí)，下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹吧。

多態(tài)

大家應(yīng)該都聽過C++三大特性之一多態(tài)，那么什么多態(tài)呢？多態(tài)有什么用？通俗一點(diǎn)來講->

多態(tài)性可以簡(jiǎn)單地概括為“一個(gè)接口，多種方法”，程序在運(yùn)行時(shí)才決定調(diào)用的函數(shù)，它是面向?qū)ο缶幊填I(lǐng)域的核心概念。當(dāng)多態(tài)應(yīng)用形參類型的時(shí)候，可以接受更多的類型。當(dāng)多態(tài)用于返回值類型的時(shí)候，可以返回更多類型的數(shù)據(jù)。多態(tài)可以讓你的代碼擁有更好的擴(kuò)展性。

多態(tài)分兩種分別為靜態(tài)多態(tài)和動(dòng)態(tài)多態(tài)：

• 靜態(tài)多態(tài)：靜態(tài)多態(tài)就是重載，因?yàn)槭窃诰幾g期決議確定，所以稱為靜態(tài)多態(tài)。
• 動(dòng)態(tài)多態(tài)：動(dòng)態(tài)多態(tài)就是通過繼承重寫基類的虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的多態(tài)，因?yàn)槭窃谶\(yùn)行時(shí)決議確定，所以稱為動(dòng)態(tài)多態(tài)。

而我們主要今天來看動(dòng)態(tài)多態(tài)的問題。比如我們來看下面的代碼，就是簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)多態(tài)：

class Person 
{ 
public: 
 virtual void BuyTickets() 
 { 
 cout << " 買票" << endl; 
 } 
 
protected: 
 string _name; // 姓名 
}; 
 
class Student : public Person 
{ 
public: 
 virtual void BuyTickets() 
 { 
 cout << " 買票-半價(jià) " << endl; 
 } 
 
protected: 
 int _num; //學(xué)號(hào) 
}; 
 
void Fun(Person& p) 
{ 
 p.BuyTickets(); 
} 
 
void Test() 
{ 
 Person p; 
 Student s; 
 Fun(p); 
 Fun(s); 
} 
int main() 
{ 
 Test(); 
 system("pause"); 
 return 0; 
} 

構(gòu)成多態(tài)的四大條件: (缺一不可)

      1.不在同一作用域（分別在父類和子類）

      2.函數(shù)名相等/參數(shù)相等/返回值相同/（協(xié)變除外）

      3.基類函數(shù)必須有virtual關(guān)鍵字

      4.訪問修飾符可以不同

具體多態(tài)是如何實(shí)現(xiàn)的？？ 這里我們先從虛函數(shù)表這個(gè)知識(shí)點(diǎn)講起，每一個(gè)帶有虛函數(shù)的對(duì)象都會(huì)有一個(gè)虛函數(shù)表，虛函數(shù)表里存的是函數(shù)指針，然后調(diào)用的時(shí)候，指針回去虛函數(shù)表里面訪問查找。對(duì)于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)我的另外一個(gè)博客很詳細(xì)的講解到，大家可以先看看這個(gè):https://www.jb51.net/article/123308.htm

然后我們來了解一下重寫是什么東西?

重寫的過程

如果這塊還是不理解，你可以看我專門寫虛函數(shù)那片博客，仔細(xì)看一定會(huì)看懂的.

接下來多態(tài)的原理我們就明白了吧. 發(fā)生重寫之后，下一次父類指針指向我調(diào)用fun()函數(shù)的時(shí)候，它調(diào)用到的就是子類的fun(）函數(shù)，其實(shí)多態(tài)就是這么簡(jiǎn)單，只要理解重寫就理解多態(tài). 虛函數(shù)表是我們必須掌握的一個(gè)知識(shí)點(diǎn).

通過匯編來分析多態(tài)的實(shí)現(xiàn)

好了，我們繼續(xù)往下走，剛剛我們從虛函數(shù)表這方面，探究了多態(tài)的實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在我們?cè)購(gòu)膮R編的角度再來看多態(tài)是如何實(shí)現(xiàn)的。

我們來看一段新的代碼：

class Person 
{ 
public: 
 virtual void BuyTickets() 
 { 
 cout << " 買票" << endl; 
 } 
 
protected: 
 string _name; // 姓名 
}; 
 
class Student : public Person 
{ 
public: 
 virtual void BuyTickets() 
 { 
 cout << " 買票-半價(jià) " << endl; 
 } 
 
protected: 
 int _num; //學(xué)號(hào) 
}; 
void Fun(Person& p) 
{ 
 p.BuyTickets(); 
} 
 
void Test() 
{ 
 Person p; 
 Student q; 
 Person* ptr = &q; 
 p.BuyTickets(); 
 ptr->BuyTickets(); 
} 
int main() 
{ 
 Test(); 
 system("pause"); 
 return 0; 
} 

打開我們的反匯編窗口：

這里我們看到用指向子類的父類類型指針調(diào)用BuyTickets函數(shù)和直接用對(duì)象調(diào)用匯編代碼相差巨大，一個(gè)只有2句話，一個(gè)那么長(zhǎng)，這是因?yàn)樵诎l(fā)生多態(tài)時(shí)當(dāng)你用指針調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)不知道你要用哪一個(gè)函數(shù)，因?yàn)檫@里有多態(tài)現(xiàn)象，所以系統(tǒng)只能老實(shí)的去虛函數(shù)表里查找，所以才會(huì)有這么多的代碼，接下來我們來解釋一下這些匯編，來看看系統(tǒng)是調(diào)用虛表的。

這里我們就關(guān)心到了那四個(gè)紅色的句子，可以看到這里一直都是想講虛函數(shù)表的地址傳給系統(tǒng)，然后再傳this指針，就可以調(diào)用哪個(gè)函數(shù)了。藍(lán)色的就是一個(gè)小知識(shí)~ 知道有這么個(gè)東西就好了.

虛函數(shù)是在基類中定義的，目的是不確定它的派生類的具體行為。例：

1. 定義一個(gè)基類：class Animal//動(dòng)物。它的函數(shù)為breathe()//呼吸。
2. 再定義一個(gè)類class Fish//魚 。它的函數(shù)也為breathe()
3. 再定義一個(gè)類class Sheep //羊。它的函數(shù)也為breathe()
4. 為了簡(jiǎn)化代碼，將Fish,Sheep定義成基類Animal的派生類。

然而Fish與Sheep的breathe不一樣，一個(gè)是在水中通過水來呼吸，一個(gè)是直接呼吸空氣。所以基類不能確定該如何定義breathe，所以在基類中只定義了一個(gè)virtual breathe,它是一個(gè)空的虛函數(shù)。具本的函數(shù)在子類中分別定義。程序一般運(yùn)行時(shí)，找到類，如果它有基類，再找它的基類，最后運(yùn)行的是基類中的函數(shù)，這時(shí)，它在基類中找到的是virtual標(biāo)識(shí)的函數(shù)，它就會(huì)再回到子類中找同名函數(shù)。派生類也叫子類?；愐步懈割悺＿@就是虛函數(shù)的產(chǎn)生，和類的多態(tài)性（breathe）的體現(xiàn)。

 一般情況下（沒有涉及virtual函數(shù)），當(dāng)我們用一個(gè)指針/引用調(diào)用一個(gè)函數(shù)的時(shí)候，被調(diào)用的函數(shù)是取決于這個(gè)指針/引用的類型。即如果這個(gè)指針/引用是基類對(duì)象的指針/引用就調(diào)用基類的方法；如果指針/引用是派生類對(duì)象的指針/引用就調(diào)用派生類的方法，當(dāng)然如果派生類中沒有此方法，就會(huì)向上到基類里面去尋找相應(yīng)的方法。這些調(diào)用在編譯階段就確定了。

當(dāng)設(shè)計(jì)到多態(tài)性的時(shí)候，采用了虛函數(shù)和動(dòng)態(tài)綁定，此時(shí)的調(diào)用就不會(huì)在編譯時(shí)候確定而是在運(yùn)行時(shí)確定。不在單獨(dú)考慮指針/引用的類型而是看指針/引用的對(duì)象的類型來判斷函數(shù)的調(diào)用，根據(jù)對(duì)象中虛指針指向的虛表中的函數(shù)的地址來確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。

現(xiàn)在我們來一個(gè)小練習(xí)：

#include 
#include 
using namespace std; 
 
class A 
{ 
public: 
 void foo() 
 { 
 printf("1\n"); 
 } 
 virtual void fun() 
 { 
 printf("2\n"); 
 } 
}; 
class B : public A 
{ 
public: 
 void foo() 
 { 
 printf("3\n"); 
 } 
 void fun() 
 { 
 printf("4\n"); 
 } 
}; 
int main(void) 
{ 
 A a; 
 B b; 
 A *p = &a; 
 p->foo(); 
 p->fun(); 
 p = &b; 
 p->foo(); 
 p->fun(); 
 system("pause"); 
 return 0; 
} 

這道題的運(yùn)行結(jié)果分別是 1 2 1 4,，現(xiàn)在我們來分析為什么？

首先當(dāng)一個(gè)父類類型指針指向父類時(shí)，我們應(yīng)該知道這里沒有多態(tài)，該怎么調(diào)用就怎么調(diào)用，所以調(diào)用了父類里面的foo函數(shù)和fun函數(shù)。現(xiàn)在我們重點(diǎn)來看后面這個(gè)，現(xiàn)在B繼承了A，我們先判斷這里是否有多態(tài)現(xiàn)象（1.父類和子類是否有重寫現(xiàn)象 2.是否有父類類型的指針指向子類），現(xiàn)在很明顯子類的fun函數(shù)重寫了父類的fun函數(shù)，所以現(xiàn)在p->fun()調(diào)用的就是子類的fun函數(shù)，然后foo函數(shù)，根本不構(gòu)成多態(tài)，所以這里指針類型是什么那個(gè)對(duì)象就按那個(gè)對(duì)象調(diào)用。總結(jié)一下當(dāng)你碰到關(guān)于繼承的問題，首先判斷它里面是否有多態(tài)現(xiàn)象，如果沒有那就根據(jù)指針/引用類型調(diào)用。如果有多態(tài)的話，一定要注意根據(jù)指針/引用的指向?qū)ο笈袛唷?/p>

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)創(chuàng)新互聯(lián)的支持。