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C++關(guān)于指針,繼承和多態(tài)介紹

更新時(shí)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(guān)于指針,繼承和多態(tài)介紹，感興趣的同學(xué)趕快來(lái)看一看吧，對(duì)你有幫助的話記得收藏一下，方便下次瀏覽

指針

我們?cè)跁?shū)本上學(xué)到的指針基本上都是：首先，指針是一個(gè)變量；其次，這個(gè)變量存儲(chǔ)的值是一個(gè)地址。這個(gè)是對(duì)指針的一個(gè)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(gè)地址，還存在一個(gè)和所指向內(nèi)容大小相關(guān)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(yùn)行結(jié)果可以看出pa+1，地址增加了4個(gè)字節(jié)；pb+1，地址增加了2個(gè)字節(jié)；ppa+1，地址增加了2個(gè)字節(jié)；而使用void指針指向整型變量a，此時(shí)ppa+1，地址只增加了1個(gè)自己。從這個(gè)結(jié)果我們可以很明顯看出，指針不僅僅是一個(gè)存地址的變量，還存在一個(gè)和內(nèi)存分配相關(guān)的值。其實(shí)進(jìn)一步說(shuō)，指針不僅僅是一個(gè)地址值，還存放著如何解釋內(nèi)存的規(guī)則。（void指針只存放地址，沒(méi)有解釋規(guī)則）

指針和繼承

眾所周知，繼承可以實(shí)現(xiàn)用父類的指針來(lái)指向子類的對(duì)象，為什么可以這樣用呢？正如上面所說(shuō)，指針保存地址和解釋內(nèi)存的規(guī)則，當(dāng)你聲明一個(gè)父類指針，那么你就指明了該指針的解釋規(guī)則，當(dāng)你將子類地址傳給指針時(shí)，你就相當(dāng)于給了一塊內(nèi)存給這個(gè)指針，然后這個(gè)指針就可以用它的規(guī)則去解釋這塊內(nèi)存。根據(jù)上面的說(shuō)法，那么我們可以得出，子類對(duì)象中必定存在一塊內(nèi)存，其分配方式和父類對(duì)象一模一樣（如果把這塊內(nèi)存單獨(dú)提取出來(lái)，它就是一個(gè)父類對(duì)象），事實(shí)也是如此，而且這塊“父類對(duì)象”一般都是存放在子類對(duì)象的最前面，這就解釋了子類在構(gòu)造的時(shí)候，一定會(huì)先調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)。同時(shí)，“父類對(duì)象”指針只能訪問(wèn)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(nèi)存空間中必定存在多個(gè)“父類對(duì)象”空間，這些父類空間的地址必定是不同的，那么就會(huì)造成同一個(gè)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(shí)際測(cè)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(nèi)存布局如圖，pA、pB都指向各自的“父類對(duì)象”空間起始位置，pA只能訪問(wèn)a、aa，pB只能訪問(wèn)b（至于為什么a是int卻占8個(gè)字節(jié)，這個(gè)和內(nèi)存對(duì)齊有關(guān)，自行查詢）。

指針、繼承和多態(tài)

C++的繼承和多態(tài)繞不過(guò)的一個(gè)東西便是虛指針和虛函數(shù)，這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下：首先，在含有虛函數(shù)的類中，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)虛函數(shù)表，注意這個(gè)虛函數(shù)表是從屬于類的，不是從屬于對(duì)象，也就是多個(gè)對(duì)象共享這個(gè)虛函數(shù)表。其次，每個(gè)類聲明的對(duì)象都會(huì)有一個(gè)虛指針，這個(gè)虛指針指向類的虛函數(shù)表。（這里只是簡(jiǎn)單提及一下，更多的東西可以自行查詢）看過(guò)很多網(wǎng)上的東西，都說(shuō)虛指針是每個(gè)對(duì)象的第一個(gè)數(shù)據(jù)成員，也就是分配在最開(kāi)頭的地址空間。其實(shí)，我覺(jué)得這句話不完全正確，因?yàn)楫?dāng)多繼承中有虛函數(shù)時(shí)，虛函數(shù)表就有多個(gè)，虛指針也有多個(gè)，這些虛指針不一定全都存在于最開(kāi)始的地址空間。應(yīng)該說(shuō)，這些虛指針存在于繼承的父類所管理區(qū)域的開(kāi)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