C++關于指針,繼承和多態(tài)介紹

更新時間：2022年01月07日 08:57:54 作者：山頂?shù)男〉朗?

大家好，本篇文章主要講的是C++關于指針,繼承和多態(tài)介紹，感興趣的同學趕快來看一看吧，對你有幫助的話記得收藏一下，方便下次瀏覽

指針

我們在書本上學到的指針基本上都是：首先，指針是一個變量；其次，這個變量存儲的值是一個地址。這個是對指針的一個基本理解，最近在編程中發(fā)現(xiàn)了一些新的東西。

首先，指針不僅僅是一個地址，還存在一個和所指向內容大小相關的值，如下代碼：

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;
    int *pa = &a;
    cout << "pa: " << pa << endl;
    cout << "pa+1: " << pa + 1 << endl;

    short b = 1;
    short *pb = &b;
    cout << "pb: " << pb << endl;
    cout << "pb+1: " << pb + 1 << endl;

    void *ppa = &a;
    cout << "ppa:" << ppa << endl;
    cout << "ppa+1: " << ppa + 1 << endl;

    return 0;
}

在這里插入圖片描述

從運行結果可以看出pa+1，地址增加了4個字節(jié)；pb+1，地址增加了2個字節(jié)；ppa+1，地址增加了2個字節(jié)；而使用void指針指向整型變量a，此時ppa+1，地址只增加了1個自己。從這個結果我們可以很明顯看出，指針不僅僅是一個存地址的變量，還存在一個和內存分配相關的值。其實進一步說，指針不僅僅是一個地址值，還存放著如何解釋內存的規(guī)則。（void指針只存放地址，沒有解釋規(guī)則）

指針和繼承

眾所周知，繼承可以實現(xiàn)用父類的指針來指向子類的對象，為什么可以這樣用呢？正如上面所說，指針保存地址和解釋內存的規(guī)則，當你聲明一個父類指針，那么你就指明了該指針的解釋規(guī)則，當你將子類地址傳給指針時，你就相當于給了一塊內存給這個指針，然后這個指針就可以用它的規(guī)則去解釋這塊內存。根據(jù)上面的說法，那么我們可以得出，子類對象中必定存在一塊內存，其分配方式和父類對象一模一樣（如果把這塊內存單獨提取出來，它就是一個父類對象），事實也是如此，而且這塊“父類對象”一般都是存放在子類對象的最前面，這就解釋了子類在構造的時候，一定會先調用父類構造函數(shù)。同時，“父類對象”指針只能訪問自己的父類成員。那么考慮多繼承的情況，多繼承的子類，其內存空間中必定存在多個“父類對象”空間，這些父類空間的地址必定是不同的，那么就會造成同一個多繼承的子類，用其不同的父類指針指向它，其地址值是不同的，實際測試的確如此：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
    public:
        int a = 10;
        long int aa = 100;
};

class B 
{
    public:
        int b = 20;

};

class C : public A, public B
{
    public:
        int c = 30;
};

int main()
{
    C c;
    A *pA;
    B *pB;
    C *pC;

    pA = &c;
    pB = &c;
    pC = &c;

    cout << "pA: " << pA << endl;
    cout << "pB: " << pB << endl;
    cout << "pC: " << pC << endl;
    cout << "pA.a: " << &(pA->a) << endl;
    cout << "pA.aa: " << &(pA->aa) << endl;
    cout << "pB.b: " << &(pB->b) << endl;
    cout << "pC.c: " << &(pC->c) << endl;

    return 0;
}

在這里插入圖片描述

其內存布局如圖，pA、pB都指向各自的“父類對象”空間起始位置，pA只能訪問a、aa，pB只能訪問b（至于為什么a是int卻占8個字節(jié)，這個和內存對齊有關，自行查詢）。

指針、繼承和多態(tài)

C++的繼承和多態(tài)繞不過的一個東西便是虛指針和虛函數(shù)，這里簡單說一下：首先，在含有虛函數(shù)的類中，會產生一個虛函數(shù)表，注意這個虛函數(shù)表是從屬于類的，不是從屬于對象，也就是多個對象共享這個虛函數(shù)表。其次，每個類聲明的對象都會有一個虛指針，這個虛指針指向類的虛函數(shù)表。（這里只是簡單提及一下，更多的東西可以自行查詢）看過很多網上的東西，都說虛指針是每個對象的第一個數(shù)據(jù)成員，也就是分配在最開頭的地址空間。其實，我覺得這句話不完全正確，因為當多繼承中有虛函數(shù)時，虛函數(shù)表就有多個，虛指針也有多個，這些虛指針不一定全都存在于最開始的地址空間。應該說，這些虛指針存在于繼承的父類所管理區(qū)域的開頭：

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
    public:
        int a = 10;
        long int aa = 10;
        virtual void f()
        {

        }
};

class B 
{
    public:
        int b = 20;
        virtual void g()
        {

        }
};

class C : public A, public B
{
    public:
        int c = 30;
        virtual void cc()
        {

        }
};

int main()
{
    A *pA;
    B *pB;
    C c;
    pA = &c;
    pB = &c;
    cout << pA << endl;
    cout << &(pA->a) << endl;
    cout << &(pA->aa) << endl;
    cout << pB << endl;
    cout << &(pB->b) << endl;
    cout << &(c.c) << endl;

    return 0;
}

在這里插入圖片描述