虛函數實現多態

#include <iostream> using namespace std;//基類People class People{ public:virtual void display(); //聲明為虛函數 }; void People::display(){cout<<"無業游民。"<<endl; }//派生類Teacher class Teacher: public People{ public:virtual void display(); //聲明為虛函數 }; void Teacher::display(){cout<<"是一名教師"<<endl; }int main(){People *p = new People();p -> display();p = new Teacher();p -> display();return 0; }

結果：

無業游民。
是一名教師
?

有了虛函數，基類指針指向基類對象時就使用基類的成員（包括成員函數和成員變量），指向派生類對象時就使用派生類的成員。換句話說，基類指針可以按照基類的方式來做事，也可以按照派生類的方式來做事，它有多種形態，或者說有多種表現方式，我們將這種現象稱為多態（Polymorphism）。

上面的代碼中，同樣是p->display();這條語句，當 p 指向不同的對象時，它執行的操作是不一樣的。同一條語句可以執行不同的操作，看起來有不同表現方式，這就是多態。

多態是面向對象編程的主要特征之一，C++中虛函數的唯一用處就是構成多態。

int main(){People p();Teacher t();People &rp = p;People &rt = t;rp.display();rt.display();return 0; }

引用同樣可以多態

注意事項

1) 只需要在虛函數的聲明處加上?virtual 關鍵字，函數定義處可以加也可以不加。

2) 為了方便，你可以只將基類中的函數聲明為虛函數，這樣所有派生類中具有遮蔽關系的同名函數都將自動成為虛函數。

3) 當在基類中定義了虛函數時，如果派生類沒有定義新的函數來遮蔽此函數，那么將使用基類的虛函數。

4) 只有派生類的虛函數覆蓋基類的虛函數（函數原型相同）才能構成多態（通過基類指針訪問派生類函數）。例如基類虛函數的原型為virtual void func();，派生類虛函數的原型為virtual void func(int);，那么當基類指針 p 指向派生類對象時，語句p -> func(100);將會出錯，而語句p -> func();將調用基類的函數。

5) 構造函數不能是虛函數。對于基類的構造函數，它僅僅是在派生類構造函數中被調用，這種機制不同于繼承。也就是說，派生類不繼承基類的構造函數，將構造函數聲明為虛函數沒有什么意義。

6) 析構函數可以聲明為虛函數，而且有時候必須要聲明為虛函數，這點我們將在下節中講解。

純虛函數

在C++中，可以將虛函數聲明為純虛函數，語法格式為：

virtual 返回值類型 函數名 (函數參數) = 0;

純虛函數沒有函數體，只有函數聲明，在虛函數聲明的結尾加上=0，表明此函數為純虛函數。

最后的=0并不表示函數返回值為0，它只起形式上的作用，告訴編譯系統“這是純虛函數”。

包含純虛函數的類稱為抽象類（Abstract Class）。之所以說它抽象，是因為它無法實例化，也就是無法創建對象。原因很明顯，純虛函數沒有函數體，不是完整的函數，無法調用，也無法為其分配內存空間。

抽象類通常是作為基類，讓派生類去實現純虛函數。派生類必須實現純虛函數才能被實例化。

Line 是一個抽象類，也是最頂層的基類，在 Line 類中定義了兩個純虛函數 area() 和 volume()。

//線 class Line{ public:Line(float len);virtual float area() = 0;virtual float volume() = 0; protected:float m_len; }; Line::Line(float len): m_len(len){ }

在 Rec 類中，實現了 area() 函數；所謂實現，就是定義了純虛函數的函數體。但這時 Rec 仍不能被實例化，因為它沒有實現繼承來的 volume() 函數，volume() 仍然是純虛函數，所以 Rec 也仍然是抽象類。?

//矩形 class Rec: public Line{ public:Rec(float len, float width);float area(); protected:float m_width; }; Rec::Rec(float len, float width): Line(len), m_width(width){ } float Rec::area(){ return m_len * m_width; }

直到 Cuboid 類，才實現了 volume() 函數，才是一個完整的類，才可以被實例化。?

//長方體 class Cuboid: public Rec{ public:Cuboid(float len, float width, float height);float area();float volume(); protected:float m_height; }; Cuboid::Cuboid(float len, float width, float height): Rec(len, width), m_height(height){ } float Cuboid::area(){ return 2 * ( m_len*m_width + m_len*m_height + m_width*m_height); } float Cuboid::volume(){ return m_len * m_width * m_height; }

它們的繼承關系為：Line --> Rec --> Cuboid
可以發現，Line 類表示“線”，沒有面積和體積，但它仍然定義了 area() 和 volume() 兩個純虛函數。這樣的用意很明顯：Line 類不需要被實例化，但是它為派生類提供了“約束條件”，派生類必須要實現這兩個函數，完成計算面積和體積的功能。
在實際開發中，你可以定義一個抽象基類，只完成部分功能，未完成的功能交給派生類去實現（誰派生誰實現）。這部分未完成的功能，往往是基類不需要的，或者在基類中無法實現的。雖然抽象基類沒有完成，但是卻強制要求派生類完成，這就是抽象基類的“霸王條款”。
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 多态和虚函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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