(C/C++學習心得)5.C++中的虛繼承-虛擬函式-多型解析
摘要：
說明 ：在C++學習的過程中,虛繼承-虛擬函式經常是初學者容易產生誤解的兩個概念,它們與C++中多型形成的關係,也是很多初學者經常產生困惑的地方,這篇文章將依次分別對三者進行解析,並講述其之間的聯絡與不同。
一.虛繼承
1.在多繼承中,對於多個父類的資料及函式成員,雖然有時候把他們...
說明 ：在C++學習的過程中,虛繼承-虛擬函式經常是初學者容易產生誤解的兩個概念,它們與C++中多型形成的關係,也是很多初學者經常產生困惑的地方,這篇文章將依次分別對三者進行解析,並講述其之間的聯絡與不同。
一.虛繼承
1.在多繼承中,對於多個父類的資料及函式成員,雖然有時候把他們全部繼承下來是有必要的,比如當這些成員都不同的時候。但在大多數的情況下,比如當多個父類之中的成員有重疊的地方時,因為保留多份資料成員的拷貝,不僅佔有了較多的儲存空間,還增加了訪問的難度(由於繼承了來自多個父類的同名數據成員,訪問時需要加上父類的作用域,比如“父類名::成員”)。
2.在虛繼承中,被虛繼承的類叫做虛基類,虛基類是需要設計和抽象的,它應當提取多繼承父類中重疊的部分作為成員,虛繼承是對繼承的一種擴充套件。
示例1：
1 #include<iostream>
2 using namespace std;
3
4 class furniture
5 {
6 public:
7furniture(float l,float wi,float we)
8:len(l),wid(wi),weight(we)
9{}
10void dis()
11{
12cout<<"len = "<<len<<endl;
13cout<<"wid = "<<wid<<endl;
14cout<<"weight="<<weight<<endl;
15}
16 protected:
17float len;
18float wid;
19float weight;
20 };
21
22 //+++++++++++++++++++++++++
23
24 class bed:virtual public furniture
25 {
26 public:
27bed(float l,float wi,float we)
28:furniture(l,wi,we)
29{}
30
31void sleep(){cout<<"go to sleep!!!!!"<<endl;}
32 };
33
34 //+++++++++++++++++++++++++
35
36 class sofa:virtual public furniture
37 {
38 public:
39sofa(float l,float wi,float we)
40:furniture(l,wi,we)
41{}
42
43void sit(){cout<<"go to have a rest!!!!!"<<endl;}
44 };
45
46 //+++++++++++++++++++++++++
47
48 class sofabed:public bed,public sofa
49 {
50 public:
51sofabed(float l,float wi,float we)
52:furniture(l,wi,we),bed(1,2,3),sofa(1,2,3)
53{}
54 };
55
56 int main()
57 {
58bed b(1,2,3);
59b.sleep();
60b.dis();
61sofa s(2,3,4);
62s.sit();
63s.dis();
64sofabed sb(4,5,6);
65sb.sleep();
66sb.sit();
67sb.dis();
68return 0;
69 }
70
檢視程式碼
程式執行結果：
在本例中,如果僅僅採用的是多繼承而非虛繼承,如下程式碼所示：
1 #include<iostream>
2 using namespace std;
3
4 class bed
5 {
6 public:
7bed(float l,float wi,float we)
8:len(l),wid(wi),weight(we)
9{}
10
11void sleep()
12{
13cout<<"go to sleep!!!!!"<<endl;
14}
15
16void dis()
17{
18cout<<"len = "<<len<<endl;
19cout<<"wid = "<<wid<<endl;
20cout<<"weight = "<<weight<<endl;
21}
22 protected:
23float len;
24float wid;
25float weight;
26 };
27 //+++++++++++++++++++++++++++++
28 class sofa
29 {
30 public:
31sofa(float l,float wi,float we)
32:len(l),wid(wi),weight(we)
33{}
34void sit()
35{
36cout<<"go to have a rest!!!!!"<<endl;
37}
38void dis()
39{
40cout<<"len = "<<len<<endl;
41cout<<"wid = "<<wid<<endl;
42cout<<"weight = "<<weight<<endl;
43}
44 protected:
45float len;
46float wid;
47float weight;
48
49 };
50 //+++++++++++++++++++++++++++
51 class sofabed:public bed,public sofa
52 {
53 public:
54sofabed(float l,float wi,float we)
55:bed(l,wi,we),sofa(l,wi,we)
56{}
57 };
58 //+++++++++++++++++++++++++++
59 int main()
60 {
61bed b(1,2,3);
62b.sleep();
63b.dis();
64sofa s(2,3,4);
65s.sit();
66s.dis();
67sofabed sb(5,6,7);
68sb.sit();
69sb.sleep();
70sb.sofa::dis();
71sb.bed::dis();
72return 0;
73 }
檢視程式碼
則sb.dis()就有問題了;因為它產生了二義性,編譯器不知道該呼叫哪一個父類的成員函式,而正確做法是加上父類的作用域,這無疑是增加了訪問了難度。
結論：多繼承帶來的資料儲存多份,佔用記憶體空間較多,並且訪問不便(作用域的增加)。
二.純虛擬函式
1.純虛擬函式的格式：
1 class A
2 {
3virtual void func() = 0;
4 }
2.含有純虛擬函式的類為抽象基類,不可建立物件,其存在的意義就是被繼承,提供族類的公共介面,
3.純虛擬函式只有宣告,沒有實現,被初始化為0,
4.如果一個類中聲明瞭純虛擬函式,而在派生類中沒有對該函式定義,則該函式在派生類中仍然為純虛擬函式,派生類仍然為純虛基類,
5.含有虛擬函式的類,解構函式也應該宣告為虛擬函式,這樣在delete父類指標的時候,才會呼叫子類的解構函式,實現完整析構,
1 #include<iostream>
2 using namespace std;
3
4 class A
5 {
6 public:
7A()
8{
9cout<<"A(){}"<<endl;
10}
11virtual ~A()
12{
13cout<<"~A(){}"<<endl;
14}
15virtual void func() = 0;
16 };
17 class B:public A
18 {
19 public:
20B(){cout<<"B(){}"<<endl;}
21~B(){cout<<"~B(){}"<<endl;}
22virtual void func()
23{
24cout<<"B.func(){}"<<endl;
25}
26 };
27 int main()
28 {
29A*pa = new B;
30pa->func();
31delete pa;
32return 0;
33 }
34
檢視程式碼
程式執行結果：
注意： 若在此例中,沒有將含有虛擬函式的父類解構函式宣告為虛擬函式,則將不會呼叫子類的解構函式~B()實現完整析構。
三.多型的實現
1.C++中的多型指的是由於繼承而產生的相關的不同的類,其物件對同一訊息會做出不同的反應。
2.多型實現的前提是賦值相容,賦值相容的內容如下：
a.子類的物件可以賦值給基類的物件,
b.子類的物件可以賦值給基類的引用,
c.子類物件的地址可以賦值給基類的指標(一般用於動多型的實現),
d.在賦值後,子類物件就可以作為基類物件使用,但只能訪問從基類繼承的成員.
3.動多型的實現條件：
a.父類中有虛擬函式,
b.子類override(覆寫)父類中的虛擬函式,
c.將子類的物件賦值給父類的指標或引用,由其呼叫公用介面.
1 #include<iostream>
2 using namespace std;
3
4 class Shape
5 {
6 public:
7virtual void draw() = 0;
8 };
9 //+++++++++++++++++++
10 class Circle:public Shape
11 {
12 public:
13void draw()
14{
15cout<<"Circle"<<endl;
16}
17 };
18 //+++++++++++++++++++
19 class Rect:public Shape
20 {
21 public:
22void draw()
23{
24cout<<"Rect"<<endl;
25}
26 };
27 int main()
28 {
29Circle c;
30Rect r;
31Shape *p = &c;
32p->draw();
33p = &r;
34p->draw();
35return 0;
36 }
37
檢視程式碼