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C++基础知识基类指针、虚函数、多态性、纯虚函…

2019-03-10 11:48:02来源：博客园阅读 ()

一、基类指针、派生类指针

父类指针可以new一个子类对象

二、虚函数

有没有一个解决方法，使我们只定义一个对象指针，就可以调用父类，以及各个子类的同名函数？

有解决方案，这个对象指针必须是一个父类类型，我们如果想通过一个父类指针调用父类、子类中的同名函数的话，这个函数是有要求的；

在父类中,eat函数声明之前必须要加virtual声明eat()函数为虚函数。

一旦某个函数被声明为虚函数，那么所有派生类（子类）中eat()函数都是虚函数。

为了避免你在子类中写错虚函数，在C++11中，你可以在函数声明中增加一个override关键字，这个关键字用在子类中，而且是虚函数专用。

override就是用来说明派生类中的虚函数，你用了这个关键字之后，编译器就会认为你这个eat是覆盖了父类中的同名函数（只有虚函数才存在子类可以覆盖父类中同名函数的问题），那么编译器就会在父类中找同名的虚函数，如果没找到，编译器就会报错，如果你不小心在子类中把虚函数写错了名字，写错了参数，编译器能够帮你进行纠错。

final也是虚函数专用，用在父类中，如果我们在父类的函数声明中加了final，那么任何尝试覆盖在函数的操作都会引发错误。

调用虚函数执行的是“动态绑定”。动态表示我们程序运行的时候才能知道调用了那个子类的中的eat()虚函数。

动态的绑定到Men上去，还是Women上去，取决于new的Men还是Women；

动态绑定：运行的时候才决定你的phuman对象绑定到那个eat()函数上运行。

三、多态性

多态性只是针对虚函数来说的；

多态性：体现在具有继承关系的父类和子类之间，子类重新定义（重写）父类的成员函数eat()，同时父类把这个eat()函数声明为virtual虚函数；

通过父类的指针，只有到了程序运行时期，找到动态绑定到父类指针上的对象，这个对象有可能是某个子类对象，也可能是父类对象；

然后系统内部实际上是要查找一个虚函数表，找到函数eat()的入口地址，从而调用父类或子类的eat()函数，这就是运行时的多态性。

四、纯虚函数

纯虚函数是在基类中声明的函数，但是他在基类中没有定义，但是要求任何派生类都要定义该虚函数自己的实现方法；

基类中实现纯虚函数的方法使在函数原型后面增加 =0;

一旦一个类中又纯虚函数，那么你就不能生成这个类的对象了；

抽象类不能用来生成对象，主要目的是用来同意管理子类对象；

（1）纯虚函数的类叫做抽象类，不能用来生成该类对象，主要用于当做基类来生成子类用的；

（2）子类必须要实现该基类中定义纯虚函数；

五、基类的析构函数一般写成虚函数（虚析构函数）

用基类指针new子类的对象，在delete的时候，系统不会调用派生类的析构函数，存在问题；

解决方案：将基类的析构函数声明为虚析构函数；

在public继承中，基类对派生类及其对象的操作，只能影响那些从基类继承下来的成员，如果想要用基类对非继承的成员进行操作，则要把基类的这个函数定义为虚函数，析构函数也为虚函数，基类中的析构函数的虚属性也会被派生类继承，即派生类的析构函数也为虚函数。

Human这个类中的析构函数就要声明为virtual的，也就是说C++11中为了获得运行时多态，所调用的成员必须是virtual的。

如果一个类想要做基类，我们必须将类的析构函数声明为virtual虚函数；

只要基类中的析构函数为虚函数，就能保证我们delete基类指针时能够运行正确，不会出现内存泄漏。

虚函数会增加内存开销，类里面定义虚函数，编译器就会给这个类增加虚函数表，在这个表里存放虚函数的指针。

本节案例：

// Human.h
// 头文件防卫式声明
#ifndef __HUMAN__
#define __HUMAN__

#include "stdafx.h"
class Human
{
public:
    Human();
    virtual ~Human();

public:
    virtual void eat();
    virtual void eat2() = 0;
};

#endif

// Human.cpp
#include "stdafx.h"
#include "Human.h"
#include <iostream>

Human::Human()
{
    std::cout << "调用了Human::Human()" << std::endl;
}

void Human::eat()
{
    std::cout << "人类喜欢吃各种美食" << std::endl;
}

Human::~Human()
{
    std::cout << "调用了Human::~Human()" << std::endl;
}

// Men.h
#ifndef __MEN__
#define  __MEN__

#include "stdafx.h"
#include "Human.h"

class Men : public Human
{
public:
    Men();
    ~Men();
public:
    virtual void eat() override;
    virtual void eat2();
};

#endif

// Men.cpp
#include "stdafx.h"
#include "Men.h"
#include <iostream>

void Men::eat()
{
    std::cout << "男人喜欢吃米饭" << std::endl;
}

void  Men::eat2()
{
    std::cout << "男人喜欢吃米饭2" << std::endl;
}

Men::Men()
{
    std::cout << "调用了Men::Men()" << std::endl;
}

Men::~Men()
{
    std::cout << "调用了Men::~Men()" << std::endl;
}

// Women.h
#ifndef __WOMEN__
#define  __WOMEN__
#include "stdafx.h"
#include "Human.h"
class Women : public Human
{
public:
    Women();
    ~Women();

public:
    virtual void eat() override;
    virtual void eat2() override;
};

#endif

// Women.cpp
#include "stdafx.h"
#include "Women.h"
#include <iostream>

Women::Women()
{
    std::cout << "调用了Women::Women()" << std::endl;
}

Women::~Women()
{
    std::cout << "调用了Women::~Women()" << std::endl;
}

void Women::eat()
{
    std::cout << "女人喜欢吃面食" << std::endl;
}

void Women::eat2()
{
    std::cout << "女人喜欢吃面食2" << std::endl;
}

// main.cpp
// Project3.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "Human.h"
#include "Men.h"
#include "Women.h"

using namespace std;

int main()
{
    Human *phuman = new Men;
    phuman->eat();  // 男人喜欢吃米饭
    delete phuman;

    phuman = new Women;
    phuman->eat(); // 女人喜欢吃面食
    delete phuman;

    //phuman = new Human;
    //phuman->eat(); // 人类喜欢吃各种美食
    //delete phuman;
    phuman = new Men;
    phuman->eat2();  // 男人喜欢吃米饭
    delete phuman;

    phuman = new Women;
    phuman->eat2(); // 女人喜欢吃面食
    delete phuman;

    //Men men;
    Men *pmen = new Men;
    delete pmen;

    Human *phuman1 = new Men;
    delete phuman1;  // 没有执行子类的析构函数

    return 0;
}