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  • C++ ------ 虚函数

    定义为虚函数是为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数。

    定义一个函数为纯虚函数,才代表函数没有被实现。

    定义纯虚函数是为了实现一个接口,起到一个规范的作用,规范继承这个类的程序员必须实现这个函数。

    简介


    假设我们有下面的类层次:
    class A  
    {  
    public:  
        virtual void foo()  
        {  
            cout<<"A::foo() is called"<<endl;  
        }  
    };  
    class B:public A  
    {  
    public:  
        void foo()  
        {  
            cout<<"B::foo() is called"<<endl;  
        }  
    };  
    int main(void)  
    {  
        A *a = new B();  
        a->foo();   // 在这里,a虽然是指向A的指针,但是被调用的函数(foo)却是B的!  
        return 0;  
    } 

    这个例子是虚函数的一个典型应用,通过这个例子,也许你就对虚函数有了一些概念。它虚就虚在所谓“推迟联编”或者“动态联编”上,一个类函数的调用并不是在编译时刻被确定的,而是在运行时刻被确定的。由于编写代码的时候并不能确定被调用的是基类的函数还是哪个派生类的函数,所以被成为“虚”函数。
    虚函数只能借助于指针或者引用来达到多态的效果。

    C++纯虚函数


    一、定义
     纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它在基类中没有定义,但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0”
     virtual void funtion1()=0
    二、引入原因
      1、为了方便使用多态特性,我们常常需要在基类中定义虚拟函数。
      2、在很多情况下,基类本身生成对象是不合情理的。例如,动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类,但动物本身生成对象明显不合常理。
      为了解决上述问题,引入了纯虚函数的概念,将函数定义为纯虚函数(方法:virtual ReturnType Function()= 0;),则编译器要求在派生类中必须予以重写以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类,它不能生成对象。这样就很好地解决了上述两个问题。
    声明了纯虚函数的类是一个抽象类。所以,用户不能创建类的实例,只能创建它的派生类的实例。
    纯虚函数最显著的特征是:它们必须在继承类中重新声明函数(不要后面的=0,否则该派生类也不能实例化),而且它们在抽象类中往往没有定义。
    定义纯虚函数的目的在于,使派生类仅仅只是继承函数的接口。
    纯虚函数的意义,让所有的类对象(主要是派生类对象)都可以执行纯虚函数的动作,但类无法为纯虚函数提供一个合理的缺省实现。所以类纯虚函数的声明就是在告诉子类的设计者,“你必须提供一个纯虚函数的实现,但我不知道你会怎样实现它”。

    抽象类的介绍
    抽象类是一种特殊的类,它是为了抽象和设计的目的为建立的,它处于继承层次结构的较上层。
    (1)抽象类的定义: 称带有纯虚函数的类为抽象类。
    (2)抽象类的作用:
    抽象类的主要作用是将有关的操作作为结果接口组织在一个继承层次结构中,由它来为派生类提供一个公共的根,派生类将具体实现在其基类中作为接口的操作。所以派生类实际上刻画了一组子类的操作接口的通用语义,这些语义也传给子类,子类可以具体实现这些语义,也可以再将这些语义传给自己的子类。
    (3)使用抽象类时注意:
    • 抽象类只能作为基类来使用,其纯虚函数的实现由派生类给出。如果派生类中没有重新定义纯虚函数,而只是继承基类的纯虚函数,则这个派生类仍然还是一个抽象类。如果派生类中给出了基类纯虚函数的实现,则该派生类就不再是抽象类了,它是一个可以建立对象的具体的类。
    • 抽象类是不能定义对象的。

    总结:

    1、纯虚函数声明如下: virtual void funtion1()=0; 纯虚函数一定没有定义,纯虚函数用来规范派生类的行为,即接口。包含纯虚函数的类是抽象类,抽象类不能定义实例,但可以声明指向实现该抽象类的具体类的指针或引用。
    2、对于虚函数来说,父类和子类都有各自的版本(子类可以不实现父类的虚函数)。由多态方式调用的时候动态绑定。
    3、实现了纯虚函数的子类,该纯虚函数在子类中就定义了虚函数,子类的子类即孙子类可以覆盖该虚函数,由多态方式调用的时候动态绑定。
    4、虚函数是C++中用于实现多态(polymorphism)的机制。核心理念就是通过基类访问派生类定义的函数。
    5、在有动态分配堆上内存的时候,析构函数必须是虚函数,但没有必要是纯虚的。
    6、友元不是成员函数,只有成员函数才可以是虚拟的,因此友元不能是虚拟函数。但可以通过让友元函数调用虚拟成员函数来解决友元的虚拟问题。
    7、析构函数应当是虚函数,将调用相应对象类型的析构函数,因此,如果指针指向的是子类对象,将调用子类的析构函数,然后自动调用基类的析构函数

    C++ 和 JAVA 关于多态实现的对比:

    由于C++和Java都是面向对象的编程语言,它们的多态性就分别靠虚函数和抽象函数来实现。

    C++的虚函数可以在子类中重写,调用是根据实际的对象来判别的,而不是通过指针类型(普通函数的调用是根据当前指针类型来判断的)。纯虚函数是一种在父函数中只定义而不实现的一种函数,不能用来声明对象,也可以被称为抽象类。纯虚函数的实现也可以在类声明外进行定义。C++中的抽象类abstract class是指至少有一个纯虚函数的类,如果一个类全部由纯虚函数组成,不包括任何的实现,被称为纯虚类。

    Java中的普通函数自带虚函数功能,调用是根据指针所指向的对象的类型进行判断的。Java中没有virtual这个关键字,java管虚函数叫abstract function,管抽象类叫做abstract class,没有pure这个概念,而是发明了一种叫接口interface的东西来代替纯虚类。interface和abstract class的区别就类似于C++中一般抽象类和纯虚类的区别。

    抽象类只能作为基类来使用,不能被定义对象,其纯虚函数的实现在派生类中,如果派生类也没有给出实现,则该派生类还是一个抽象类,只有给出了纯虚函数实现的派生类才能建立对象。由此看出抽象类是注孤生的节奏啊,永远没有对象。

     其他:

    c++规定,当一个成员函数被声明为虚函数后,其派生类中的同名函数都自动成为虚函数。因此,在子类重新声明该虚函数时,可以加,也可以不加,但习惯上每一层声明函数时都加virtual,使程序更加清晰。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/god-of-death/p/7826984.html
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