C+繼承之同名覆蓋,函數(shù)重寫與多態(tài)詳解
如果父類成員和子類成員名字相同是否允許?會發(fā)生什么?
同名覆蓋
#include<iostream> using namespace std; class Base { public: int m_data; Base():m_data(1)//父類初始化為1 { } }; class Derived : public Base { public: int m_data; Derived():m_data(2)//子類初始化為2 { } }; int main() { Derived d; //父類的m_data被隱藏了,但仍存在,可以通過::符訪問 cout<<"base data: "<<d.Base::m_data<<endl; //直接訪問m_data得到的是子類成員的值 cout<<"derived data: "<<d.m_data<<endl; //驗證兩個int剛好是8字節(jié),說明d對象有兩個整型數(shù) cout<<sizeof(d)<<endl; return 0; }
運行結(jié)果
base data: 1
derived data: 2
8
說明父類和子類是允許存在同名成員的,只不過父類的成員被編譯器隱藏了,正常訪問得到的是子類成員的值。
那么如果是函數(shù)同名呢?
函數(shù)重寫
函數(shù)重寫是同名覆蓋的一種特殊情況,即子類中重新實現(xiàn)父類中的同名函數(shù),屬于同名覆蓋
#include<iostream> using namespace std; class Base { public: void print() { cout<<"Base class"<<endl; } }; class Derived : public Base { public: void print() { cout<<"Derived class"<<endl; } }; int main() { Derived d; d.Base::print();//父類函數(shù)被隱藏 d.print(); return 0; }
運行結(jié)果
Base class
Derived class
如果調(diào)用how_to_print
函數(shù),期望傳入父類對象時調(diào)用父類打印函數(shù),傳入子類對象時調(diào)用子類對象函數(shù)
void how_to_print(Base* p) { p->print();//期望根據(jù)對象選擇相應函數(shù),不能實現(xiàn) } int main() { Base b; Derived d; how_to_print(&b); how_to_print(&d); return 0; }
結(jié)果卻是都打印Base class
Base class
Base class
結(jié)果沒有符合預期,分析:
1.傳入父類對象b的地址時,父類指針指向父類對象,打印正常;
2.傳入子類對象d的地址時,父類指針指向子類對象,此時由于賦值兼容性(子類對象可以當作父類對象使用),子類對象退化為父類對象(父類指針只能訪問父類成員),編譯器認為父類指針指向的是父類對象,因此最終調(diào)用了父類的打印函數(shù)
以上結(jié)果是合理的,卻沒有符合預期的目的,這也是函數(shù)重寫帶來的問題。如果不能實現(xiàn)以上目的,函數(shù)重寫是沒有意義的,那么如何實現(xiàn)父類指針(引用)指向:
- 父類對象,調(diào)用父類函數(shù)
- 子類對象,調(diào)用重寫函數(shù)
實際上以上行為就是多態(tài)
多態(tài)
所謂多態(tài),即同樣的調(diào)用語句,在實際運行時存在不同的表現(xiàn)狀態(tài),依據(jù)則是對象的類型不同
要實現(xiàn)上文中函數(shù)重寫的多態(tài),需要引入virtual關(guān)鍵字,C++原生支持多態(tài)
- 通過使用virtual關(guān)鍵字對多態(tài)進行支持
- 被virtual聲明的函數(shù)被重寫后具有多態(tài)特性
- 被virtual聲明的函數(shù)叫做虛函數(shù)
在父類函數(shù)print聲明前添加virtual關(guān)鍵字,print函數(shù)成為虛函數(shù),子類重寫的函數(shù)也將自動變成虛函數(shù),這樣就可以實現(xiàn)多態(tài)
class Base { public: virtual void print()//加virtual變成了虛函數(shù) { cout<<"Base class"<<endl; } };
運行結(jié)果
Base class
Derived class
多態(tài)的意義:
在程序運行過程中展現(xiàn)出動態(tài)的特性函數(shù)重寫必須多態(tài)實現(xiàn),否則沒有意義多態(tài)是面向?qū)ο蠼M件化程序設(shè)計的基礎(chǔ)特性
總結(jié)
同名覆蓋是繼承時發(fā)生在父類和子類之間,子類同名成員覆蓋(屏蔽)父類同名成員的現(xiàn)象;函數(shù)重寫也是同名覆蓋,函數(shù)重寫多態(tài)實現(xiàn)才有意義,C++通過virtual支持多態(tài)多態(tài)是面向?qū)ο蠼M件化程序設(shè)計的基礎(chǔ)特性
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