C 多型總結

在問題引出（賦值相容性原則遇上函式重寫）在上節中我們說明了c++的繼承的時候，說明c++的繼承型別相容性原則：

子類物件可以當作父類物件使用

子類物件可以直接賦值給父類物件

子類物件可以直接初始化父類物件

父類指標可以直接指向子類物件

父類引用可以直接引用子類物件

但是如果子類定義了與父類中原型相同的函式會發生什麼？

函式重寫的概念

在子類中定義與父類中原型相同的函式，函式重寫只發生在父類與子類之間。

引入乙個**進行分析：

#include
using namespace std;
class parent};
class child : public parent};
void
test1
(parent *p)
void
test1
(parent& p)
intmain()

測試結果如下：

測試結果表示在子類對父類進行函式重寫後，賦值相容性原則遇上函式重寫。對於重寫的函式都是執行父類的成員函式。這一點並不是我們所希望的，我們更希望編譯器可以根據實際呼叫的物件來判斷重寫函式的呼叫。這一點就導致多型的機制的誕生，這個也是程式設計當中我們對於面對物件所提出新的需求----編譯器可以根據物件的不同來執行不同的重寫函式。

物件導向新需求：

還是上文相同的測試**

#include
using namespace std;
class parent};
class child : public parent};
void
test1
(parent *p)
void
test1
(parent& p)
intmain()

我們先舉乙個戰機pk的**來說明多型使用的優勢：

#include
using
namespace std;
#include
"iostream"
using
namespace std;
class
herofighter
// 英雄戰機};
class
advherofighter
:public herofighter // 英雄戰機2 };
class
enemyfighter
// 敵方戰機 };
void
objpk
(herofighter* hf, enemyfighter* enemyf)
else
}int
main()

這個**中有兩個英雄戰機，一種是herofighter父類，一種是進化的英雄戰機advherofighter子類重寫了父類herofighter中的返回戰鬥力的函式。函式用virtual表示這個函式是多型的。這樣我們寫得obpk便可以通過物件的不同，來應用重名的不同函式，這樣好處不言而喻。回到面對物件的模型來講，面對物件有三個重要的特點封裝，繼承，多型。

封裝：突破了c語言函式的限制。

繼承：提高了**復用，也提高了程式設計的效率

多型：多型多型可以使用未來，80年**了乙個框架，90年寫的**可以應用於這個框架。多型是軟體行業追尋的乙個目標，正如我們這個戰機的案例，我們可以寫3代戰機，4代戰機，n代戰機。他們的戰鬥力不同，但是我們可以通過通重寫函式並讓其多型，來實現功能。

多型成立的三個條件：

要有繼承

要有函式重寫

c 虛函式要有父類指標（父類引用）指向子類物件

多型是設計模式的基礎，多型是框架的基礎理論知識：

1 多型的實現原理

下面我們通過幾張圖圖來闡述一下多型的實現原理：

當類中宣告虛函式時，編譯器會在類中生成乙個虛函式表

虛函式表是乙個儲存類成員函式指標的資料結構

虛函式表是由編譯器自動生成與維護的

virtual成員函式會被編譯器放入虛函式表中存在虛函式時，每個物件中都有乙個指向虛函式表的指標(vptr指標)

說明1：

通過虛函式表指標vptr呼叫重寫函式是在程式執行時進行的，因此需要通過定址操作才能確定真正應該呼叫的函式。而普通成員函式是在編譯時就確定了呼叫的函式。在效率上，虛函式的效率要低很多。

說明2：

出於效率考慮，沒有必要將所有成員函式都宣告為虛函式

證明vptr指標的存在

在這裡插入**片#include 
using
namespace std;
class
aprivate
:int a;};
class
bint a;};
intmain()

輸出結果：

顯然類b創立的物件b1比類a建立的物件新增乙個vptr指標變數（4個位元組）。

3 建構函式中能呼叫虛函式，實現多型嗎

物件中的vptr指標什麼時候被初始化？

物件在建立的時,由編譯器對vptr指標進行初始化

只有當物件的構造完全結束後vptr的指向才最終確定

父類物件的vptr指向父類虛函式表

子類物件的vptr指向子類虛函式表

#include
using
namespace std;
class
apublic
:virtual
void
print()
};classb:
public a
public
:virtual
void
print()
};intmain()

在vptr指標的初始化過程中，vtr指標先是指向父類的虛函式表，在父類函式初始化後，在指向子類的虛函式表。換句話說vptr指標的初始化是分步的，如圖所示。

C 多型總結

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