C++面向对象之多态的实现和应用详解

前言

本文主要给大家介绍的是关于C++面向对象之多态的实现和应用的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。

多态

大家应该都听过C++三大特性之一多态,那么什么多态呢?多态有什么用?通俗一点来讲->

多态性可以简单地概括为“一个接口,多种方法”,程序在运行时才决定调用的函数,它是面向对象编程领域的核心概念。当多态应用形参类型的时候,可以接受更多的类型。当多态用于返回值类型的时候,可以返回更多类型的数据。多态可以让你的代码拥有更好的扩展性。

多态分两种分别为静态多态和动态多态:

  • 静态多态:静态多态就是重载,因为是在编译期决议确定,所以称为静态多态。
  • 动态多态:动态多态就是通过继承重写基类的虚函数实现的多态,因为是在运行时决议确定,所以称为动态多态。

而我们主要今天来看动态多态的问题。比如我们来看下面的代码,就是简单的动态多态:

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classPerson

{

public:

virtualvoidBuyTickets()

{

cout <<" 买票"<< endl;

}

protected:

string _name;// 姓名

};

classStudent :publicPerson

{

public:

virtualvoidBuyTickets()

{

cout <<" 买票-半价 "<< endl;

}

protected:

int_num;//学号

};

voidFun(Person& p)

{

p.BuyTickets();

}

voidTest()

{

Person p;

Student s;

Fun(p);

Fun(s);

}

intmain()

{

Test();

system("pause");

return0;

}

构成多态的四大条件: (缺一不可)

1.不在同一作用域(分别在父类和子类)

2.函数名相等/参数相等/返回值相同/(协变除外)

3.基类函数必须有virtual关键字

4.访问修饰符可以不同

具体多态是如何实现的?? 这里我们先从虚函数表这个知识点讲起,每一个带有虚函数的对象都会有一个虚函数表,虚函数表里存的是函数指针,然后调用的时候,指针回去虚函数表里面访问查找。对于这个知识点我的另外一个博客很详细的讲解到,大家可以先看看这个:C++中继承与多态的基础虚函数类详解_C 语言_脚本之家

然后我们来了解一下重写是什么东西?

重写的过程

如果这块还是不理解,你可以看我专门写虚函数那片博客,仔细看一定会看懂的.

接下来多态的原理我们就明白了吧. 发生重写之后,下一次父类指针指向我调用fun()函数的时候,它调用到的就是子类的fun()函数,其实多态就是这么简单,只要理解重写就理解多态. 虚函数表是我们必须掌握的一个知识点.

通过汇编来分析多态的实现

好了,我们继续往下走,刚刚我们从虚函数表这方面,探究了多态的实现,现在我们再从汇编的角度再来看多态是如何实现的。

我们来看一段新的代码:

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classPerson

{

public:

virtualvoidBuyTickets()

{

cout <<" 买票"<< endl;

}

protected:

string _name;// 姓名

};

classStudent :publicPerson

{

public:

virtualvoidBuyTickets()

{

cout <<" 买票-半价 "<< endl;

}

protected:

int_num;//学号

};

voidFun(Person& p)

{

p.BuyTickets();

}

voidTest()

{

Person p;

Student q;

Person* ptr = &q;

p.BuyTickets();

ptr->BuyTickets();

}

intmain()

{

Test();

system("pause");

return0;

}

打开我们的反汇编窗口:

这里我们看到用指向子类的父类类型指针调用BuyTickets函数和直接用对象调用汇编代码相差巨大,一个只有2句话,一个那么长,这是因为在发生多态时当你用指针调用时,系统不知道你要用哪一个函数,因为这里有多态现象,所以系统只能老实的去虚函数表里查找,所以才会有这么多的代码,接下来我们来解释一下这些汇编,来看看系统是调用虚表的。

这里我们就关心到了那四个红色的句子,可以看到这里一直都是想讲虚函数表的地址传给系统,然后再传this指针,就可以调用哪个函数了。蓝色的就是一个小知识~ 知道有这么个东西就好了.