C++中的繼承與虛函數(shù)各種概念

http://www.cnblogs.com/xkfz007/archive/2012/02/16/2354444.html?

虛繼承與一般繼承

虛繼承和一般的繼承不同，一般的繼承，在目前大多數(shù)的C++編譯器實(shí)現(xiàn)的對(duì)象模型中，派生類對(duì)象會(huì)直接包含基類對(duì)象的字段。而虛繼承的情況，派生類對(duì)象不會(huì)直接包含基類對(duì)象的字段，而是通過一個(gè)間接的指針去存取基類對(duì)象中的字段。

?繼承的特性

?繼承是面向?qū)ο笾幸氲闹匾匦灾?#xff0c;它的一個(gè)重要的特點(diǎn)就是子類是父類，父類不是子類。也就是說：

????1.?如果基類指針指向子類對(duì)象（pbase=&pchild）,則該指針只能調(diào)用基類定義了的函數(shù)；（因?yàn)檫@個(gè)地方是靜態(tài)綁定，而靜態(tài)綁定所依賴的就是指針聲明時(shí)的類型）

????2.?如果子類指針指向基類對(duì)象（pchild=（child *）pbase）,則會(huì)出問題；（因?yàn)樽宇愔锌赡苡幸恍┓椒ㄊ腔愔袥]有的，在編譯時(shí)靜態(tài)綁定一些子類中特有的方法可能導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)沒有這個(gè)方法）

????3.?如果基類和子類定義了同名的函數(shù)，則到底調(diào)用什么函數(shù)，必須視該指針的原始類型而定，而不是視指針實(shí)際指向的對(duì)象類型而定。（這個(gè)地方其實(shí)就是一般繼承和虛函數(shù)繼承的區(qū)別：一般繼承靜態(tài)綁定，所以依據(jù)指針聲明的原始類型，而虛函數(shù)是進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定的，它是根據(jù)實(shí)際指針?biāo)赶虻膶?duì)象。）

????4.?就算子類繼承了父類的某個(gè)函數(shù)（而未改寫它），該函數(shù)依然被視為父類的，該函數(shù)依然屬于父類的域中，該函數(shù)中使用的普通函數(shù)（非虛函數(shù)）依然被視為父類的函數(shù)。

????5.?私有變量的繼承性：私有變量對(duì)子類是不可見的，即使是子類從父類繼承下來了，也仍然是不可見的，它僅僅能被父類的函數(shù)（沒有在子類中改寫或重寫過的函數(shù)）操作。

????6. this指針：類的成員函數(shù)的參數(shù)中有一個(gè)隱藏的參數(shù)this指針，這保證了被繼承的成員函數(shù)歸屬對(duì)象的正確性和無混淆性。?

虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理

?????正是因?yàn)槔^承的這個(gè)特點(diǎn)，虛函數(shù)的加入似乎就是順理成章的事情了。虛函數(shù)簡(jiǎn)化并明確了軟件和各種類庫(kù)的設(shè)計(jì)以及維護(hù)。

????一般的函數(shù)在編譯鏈接時(shí)就進(jìn)行了綁定，這稱之為早綁定。由于信息量不夠，所以只能依賴于調(diào)用它的對(duì)象或指針的聲明類型實(shí)現(xiàn)綁定。也就是侯俊杰說的，如果基類和子類定義了同名的函數(shù)，那么到底調(diào)用哪個(gè)類的函數(shù)，必須視該指針的原始類型而定，而不是視指針實(shí)際指向的對(duì)象類型而定。因?yàn)橘x值的動(dòng)作還沒有產(chǎn)生。

????而虛函數(shù)則不是這樣。虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)制是晚綁定，它在編譯鏈接時(shí)并沒有與某個(gè)對(duì)象綁定----這也正是虛函數(shù)能實(shí)現(xiàn)多態(tài)（以相同代碼調(diào)用不同函數(shù)）的原因所在。當(dāng)編譯器對(duì)程序進(jìn)行編譯碰到虛函數(shù)時(shí)，將不會(huì)賦予一個(gè)地址，而是插入一段匯編代碼。每個(gè)包含虛函數(shù)的類都會(huì)由編譯器產(chǎn)生一個(gè)虛函數(shù)表和一個(gè)虛函數(shù)表指針，其中虛函數(shù)表指針放在每個(gè)類的首地址處（也許不是，不過反正地址偏移量在每個(gè)類所占內(nèi)存中是固定的，這個(gè)在其他文章中有專門詳述虛函數(shù)表）。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，碰到對(duì)虛函數(shù)的調(diào)用，則通過插入的匯編代碼到當(dāng)前類的地址中找到虛函數(shù)表指針，通過虛函數(shù)的序號(hào)找到需要調(diào)用的虛函數(shù)。注意，一個(gè)系列的類的虛函數(shù)表中某一個(gè)函數(shù)的序號(hào)是一樣的。而且，編譯器會(huì)保證在使用父類指針操作子類對(duì)象時(shí)只能在父類已有的虛函數(shù)上實(shí)現(xiàn)虛函數(shù)的機(jī)制。

????這里還有一個(gè)虛函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)的問題。虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)綁定的，而默認(rèn)參數(shù)則是靜態(tài)綁定的，所以在虛函數(shù)中使用默認(rèn)參數(shù)可以說是不符合邏輯的。如果子類改寫了父類虛函數(shù)中的默認(rèn)參數(shù)，當(dāng)使用多態(tài)特性時(shí)，會(huì)出現(xiàn)調(diào)用子類的虛函數(shù)，使用的卻是父類中的對(duì)應(yīng)虛函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)的情況。?

虛函數(shù)適用的兩種場(chǎng)合

?????1.?某個(gè)子類中調(diào)用繼承下來的非虛函數(shù)中有對(duì)已改寫的虛函數(shù)的調(diào)用。

????值得注意的是，在某個(gè)子類中調(diào)用繼承下來的未改寫的非虛函數(shù)中有對(duì)已改寫的虛函數(shù)的調(diào)用時(shí)，調(diào)用的是當(dāng)前子類中改寫過的虛函數(shù)；若該非虛函數(shù)中有對(duì)已改寫的非虛函數(shù)的調(diào)用時(shí)，調(diào)用的是父類的非虛函數(shù)（也是因?yàn)橥斫壎?#xff09;。這是MFC的慣用手法。

????2.使用向上映射（父類指針=子類指針），實(shí)現(xiàn)代碼的重用

????3.父類中的析構(gòu)函數(shù)。當(dāng)一個(gè)類確信不會(huì)成為任何類的父類時(shí)，它的析構(gòu)函數(shù)是不需要設(shè)置成虛函數(shù)的；當(dāng)一個(gè)類肯定會(huì)成為某個(gè)類的父類時(shí)，虛析構(gòu)函數(shù)是必要的。因?yàn)槿羰歉割愔械奈鰳?gòu)函數(shù)是非虛的，則當(dāng)用一個(gè)父類的指向子類的指針delete子類時(shí)，這種行為在C++標(biāo)準(zhǔn)中并沒有被定義，是十分危險(xiǎn)的。?

繼承中的接口及其實(shí)現(xiàn)

???經(jīng)過以上分析可知，虛函數(shù)實(shí)際上就是繼承中的一種接口。繼承中一共有純虛函數(shù)、非純虛函數(shù)和非虛函數(shù)三種接口，它們?cè)谧宇愔械奶幚砣缦?#xff1a;

????1.純虛函數(shù)：所有子類必須強(qiáng)制性地改寫，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。這是一種僅僅繼承接口的方法。

???2.非純虛函數(shù)：又被稱為簡(jiǎn)單虛函數(shù)，可以在基類中有自己的實(shí)現(xiàn)（默認(rèn)的動(dòng)作），子類不一定要改寫，這是一種繼承接口及其默認(rèn)實(shí)現(xiàn)的方法。

????3.非虛函數(shù)：子類最好不要改寫，這是一種強(qiáng)制性地繼承接口及其實(shí)現(xiàn)的方法，表示的是一種共性。

?當(dāng)在同一個(gè)類中存在同名但是參數(shù)不同的函數(shù)，叫作overloading(重載)；子類改寫父類的虛函數(shù)，叫做overriding(覆蓋)；子類改寫父類的非虛函數(shù)，叫做redefining(重定義)，這是不推薦的。??

虛函數(shù)、純虛函數(shù)、虛基類、抽象類、虛函數(shù)繼承、虛繼承-------各種概念解釋

?虛函數(shù)：

????虛函數(shù)是C++中用于實(shí)現(xiàn)多態(tài)(polymorphism)的機(jī)制。核心理念就是通過基類訪問派生類定義的函數(shù)。是C++中多態(tài)性的一個(gè)重要體現(xiàn)，利用基類指針訪問派生類中的成員函數(shù)，這種情況下使用虛函數(shù)，這種情況下采用的是動(dòng)態(tài)綁定技術(shù)。

????虛函數(shù)必須是基類的非靜態(tài)成員函數(shù)，其訪問權(quán)限可以是protected或public，在基類的類定義中定義虛函數(shù)的一般形式：

??????virtual?函數(shù)返回值類型?虛函數(shù)名（形參表）

??????????{?函數(shù)體?}

動(dòng)態(tài)綁定：

????基類指針是調(diào)用派生類的中的成員函數(shù)還是調(diào)用基類中的成員函數(shù)要到程序運(yùn)行時(shí)確定。主要要看指針?biāo)赶虻膶?duì)象。

純虛函數(shù)：

????純虛函數(shù)是在基類中聲明的虛函數(shù)，它在基類中沒有定義，但要求任何派生類都要定義自己的實(shí)現(xiàn)方法。在基類中實(shí)現(xiàn)純虛函數(shù)的方法是在函數(shù)原型后加“=0”

????????????? virtual void funtion1()=0

虛基類、抽象類：

????包含純虛函數(shù)的類稱為抽象類。由于抽象類包含了沒有定義的純虛函數(shù)，所以不能定義抽象類的對(duì)象。

虛函數(shù)繼承：

　　虛函數(shù)繼承就是覆蓋。即基類中的虛函數(shù)被派生類中的同名函數(shù)所覆蓋。?是實(shí)現(xiàn)多態(tài)的方法。

View Code

虛繼承：

　　解決多重繼承中派生類成員函數(shù)調(diào)用模糊問題。比如類A中有一個(gè)函數(shù)print()，類B繼承A，類C繼承A，類D繼承類B和類C，這個(gè)時(shí)候，類D中就有兩個(gè)print函數(shù)，一個(gè)是從B繼承得到的，一個(gè)是從C繼承得到的，則類D的對(duì)象調(diào)用print函數(shù)就會(huì)出現(xiàn)print模糊的編譯錯(cuò)誤。解決辦法：類B虛擬繼承A。類C虛擬繼承A，類D繼承B，C時(shí)，只拷貝A中的數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員一次，再遇到拷貝時(shí)候就忽略了！

　虛繼承就是為了節(jié)約內(nèi)存的，他是多重繼承中的特有的概念。適用與菱形繼承形式。

　如：類B、C都繼承類A，D繼承類B和C。為了節(jié)省內(nèi)存空間，可以將B、C對(duì)A的繼承定義為虛擬繼承，此時(shí)A就成了虛擬基類。

　　class A;

　　class B:public vitual A;

　　class C:public vitual A;

　　class D:public B,public C;

參考：http://www.haogongju.net/art/1069038?

?http://www.diybl.com/course/3_program/c++/cppsl/2008520/117246.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 虚函数概念的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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