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C+繼承之同名覆蓋,函數(shù)重寫與多態(tài)詳解

更新時(shí)間：2021年09月29日 09:59:35 作者：ryan-wei

這篇文章主要介紹了C+繼承之同名覆蓋,函數(shù)重寫與多態(tài),是C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)非常重要的概念,需要的朋友可以參考下，希望能夠給你帶來幫助

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(yàn)證兩個(gè)int剛好是8字節(jié)，說明d對(duì)象有兩個(gè)整型數(shù)
    cout<<sizeof(d)<<endl;
    return 0;
}

運(yùn)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(shí)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(yùn)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(duì)象時(shí)調(diào)用父類打印函數(shù)，傳入子類對(duì)象時(shí)調(diào)用子類對(duì)象函數(shù)

void how_to_print(Base* p)
{
    p->print();//期望根據(jù)對(duì)象選擇相應(yīng)函數(shù)，不能實(shí)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(yù)期，分析：

1.傳入父類對(duì)象b的地址時(shí)，父類指針指向父類對(duì)象，打印正常；

2.傳入子類對(duì)象d的地址時(shí)，父類指針指向子類對(duì)象，此時(shí)由于賦值兼容性（子類對(duì)象可以當(dāng)作父類對(duì)象使用），子類對(duì)象退化為父類對(duì)象（父類指針只能訪問父類成員），編譯器認(rèn)為父類指針指向的是父類對(duì)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(yù)期的目的，這也是函數(shù)重寫帶來的問題。如果不能實(shí)現(xiàn)以上目的，函數(shù)重寫是沒有意義的，那么如何實(shí)現(xiàn)父類指針（引用）指向：

父類對(duì)象，調(diào)用父類函數(shù)
子類對(duì)象，調(diào)用重寫函數(shù)

實(shí)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(shí)際運(yùn)行時(shí)存在不同的表現(xiàn)狀態(tài)，依據(jù)則是對(duì)象的類型不同

要實(shí)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(duì)多態(tài)進(jìn)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(dòng)變成虛函數(shù)，這樣就可以實(shí)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(yùn)行結(jié)果

Base class
Derived class

多態(tài)的意義：

在程序運(yùn)行過程中展現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的特性函數(shù)重寫必須多態(tài)實(shí)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(jì)的基礎(chǔ)特性

總結(jié)

同名覆蓋是繼承時(shí)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(shí)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(jì)的基礎(chǔ)特性

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