虚函数,虚基类
C++基础问题
C++基础问题1. 虚函数虚函数是在某个基类声明为virtual并在⼀个或多个派⽣类中重新定义的成员函数。
虚函数是C++多态的基础,通过指向类的指针或引⽤调⽤,调⽤的⽅式是动态联编,到运⾏时才确定调⽤的是该虚函数的哪⼀个实现。
⾮虚函数是静态联编,在编译时刻系统就能根据指针类型确定调⽤的函数。
虚函数⼀般会有⼀个默认实现,还有⼀种函数叫做纯虚函数,纯虚函数可以只声明不定义,带有纯虚函数的类不能实例化,相当于JAVA中的接⼝。
2. 虚函数的实现⼀旦某个类中含有虚函数,编译器会在该类的实例中插⼊⼀个指针,指向虚函数表。
虚函数表的作⽤就是保存⾃⼰类中虚函数的地址,我们可以将虚函数表看出⼀个数组,数组中的每⼀个元素存放的是虚函数的地址,⼀个虚函数可能会有多种实现,虚函数表中记录的是继承序列中,最接近该⼦类的那个。
被重写的虚函数会在虚函数表中得到更新。
假如某个⼦类有n个⽗类,那么他就有n个虚函数表。
3. 虚继承c++允许多重继承,但多重继承可能会出现菱形继承。
菱形继承的问题在于⼦类调⽤某个成员变量时会出现歧义。
为了解决这个问题,c++基础虚继承的概念,即虚基类的实例只在⼦类中保存⼀个实体。
这个实体有虚基类的虚函数表和变量,放在⼦类实例最下⾯的位置。
4. static, const, extern 的特性static 的⼀个特性是隐藏,static修饰的函数或变量在其他⽂件是不可见的。
static修饰的成员变量和成员函数属于整个类,⽽独⽴于类的实例。
对于每⼀个静态成员只存储⼀份供所有类的实例使⽤。
const 修饰的变量,默认是隐藏,可通过 extern修饰使得全局可见。
编译器通常不为普通 const 常量分配存储空间,⽽是将他们保持在符号表中,这使它成为编译期间的⼀个常量,存储不需要内存操作,所以效率⽐较⾼。
5. malloc free, new delete 的异同都可以分配,回收空间new是类型安全的, int *p = new float[2] 能检测出错误。
虚函数原理
虚函数原理虚函数是 C++ 中一个非常重要的特性,它为面向对象编程提供了很强的支持。
虚函数的实现原理是通过虚函数表实现的,本文将介绍虚函数的概念、使用方法以及实现原理。
一、虚函数概念虚函数是指在基类中使用 virtual 关键字声明的成员函数,它的作用是允许在子类中对该函数进行覆盖。
具体来说,虚函数允许在子类中定义一个与基类中同名的函数,当使用子类对象调用该函数时,程序会动态的选择调用子类中的函数。
虚函数的语法如下:```class Base {public:virtual void foo();};```虚函数可以被重写(覆盖),也可以被继承,但是不能被 static 和 friend 修饰。
二、虚函数的使用使用虚函数需要满足一下条件:1.虚函数必须在公有的类成员函数列表中声明,并在类声明的内部定义。
2.虚函数必须在基类和派生类中以相同的参数列表进行定义。
下面是一个使用虚函数的简单例子:class Square: public Shape {public:Square(double s) : side(s) {}double getArea() { return side * side; }Shape 是一个基类,Square 是它的一个派生类,Square 中重写了 getArea() 函数,计算正方形的面积。
虚函数的实现原理是通过虚函数表实现的。
虚函数表是一个指针数组,存储了每个类中的虚函数指针。
当对象被创建时,会在其内存空间中创建一个指向虚函数表的指针,这个指针通常称为虚函数表指针(vptr),虚函数的调用就是通过这个指针完成的。
每个含有虚函数的类都有一个独立的虚函数表,虚函数表智能在类的第一个对象中存储,它包含了该类中所有虚函数的地址。
在派生类中,虚函数表通常继承自它的直接基类,并在此基础上添加或修改虚函数的地址。
这样如果在派生类对象中调用虚函数时,程序会先获得对象的虚函数表指针,然后通过该指针找到对应的虚函数地址来执行函数。
虚函数的实现原理
虚函数的实现原理虚函数是C++中的一种特殊函数,它允许派生类重写基类的同名函数,并根据对象的实际类型调用相应的函数。
虚函数的实现原理涉及到虚函数表(vtable)和虚函数指针(vpointer)两个重要的概念。
在C++中,每个包含虚函数的类都会生成一个与之对应的虚函数表(vtable)。
虚函数表是一个以函数指针为元素的数组,用于存储类的虚函数地址。
虚函数表中的每个元素都对应着类的一个虚函数,其中存储着该虚函数的地址。
虚函数表通常位于类的内存布局最前面的位置。
当一个类被定义为包含虚函数时,编译器会自动生成一个隐藏的虚函数指针(vpointer)并将它添加到类的内存布局中。
这个虚函数指针被添加到每一个类的对象中,并指向该对象对应的虚函数表。
通过虚函数指针,程序能够在运行时根据对象的实际类型找到正确的虚函数表,并调用相应的虚函数。
当派生类重写基类的虚函数时,它会生成一个新的函数地址并将其存储到自己对应的虚函数表中。
在派生类的虚函数表中,只有被重写的虚函数所对应的表项会被替换为新的函数地址,其它虚函数的表项仍然指向基类的虚函数地址。
这样,当通过派生类的对象调用虚函数时,程序会根据对象的实际类型找到对应的虚函数表,并调用正确的虚函数。
虚函数的实现原理可以通过以下示例代码进行说明:cpp#include <iostream>class Base {public:virtual void print() {std::cout << "Base::print()" << std::endl;}};class Derived : public Base {public:void print() override {std::cout << "Derived::print()" << std::endl;}};int main() {Base* base = new Derived();base->print(); 输出"Derived::print()"delete base;return 0;}在上述代码中,Base类包含一个虚函数print(),而Derived类重写了这个虚函数。
C++虚函数及虚函数表解析
C++虚函数及虚函数表解析虚函数的定义: 虚函数必须是类的⾮静态成员函数(且⾮构造函数),其访问权限是public(可以定义为private or proteceted,但是对于多态来说,没有意义。
),在基类的类定义中定义虚函数的⼀般形式: virtual 函数返回值类型虚函数名(形参表) { 函数体 } 虚函数的作⽤是实现动态联编,也就是在程序的运⾏阶段动态地选择合适的成员函数,在定义了虚函数后, 可以在基类的派⽣类中对虚函数重新定义(形式也是:virtual 函数返回值类型虚函数名(形参表){ 函数体 }),在派⽣类中重新定义的函数应与虚函数具有相同的形参个数和形参类型。
以实现统⼀的接⼝,不同定义过程。
如果在派⽣类中没有对虚函数重新定义,则它继承其基类的虚函数。
当程序发现虚函数名前的关键字virtual后,会⾃动将其作为动态联编处理,即在程序运⾏时动态地选择合适的成员函数。
实现动态联编需要三个条件: 1、必须把需要动态联编的⾏为定义为类的公共属性的虚函数。
2、类之间存在⼦类型关系,⼀般表现为⼀个类从另⼀个类公有派⽣⽽来。
3、必须先使⽤基类指针指向⼦类型的对象,然后直接或者间接使⽤基类指针调⽤虚函数。
定义虚函数的限制: (1)⾮类的成员函数不能定义为虚函数,类的成员函数中静态成员函数和构造函数也不能定义为虚函数,但可以将析构函数定义为虚函数。
实际上,优秀的程序员常常把基类的析构函数定义为虚函数。
因为,将基类的析构函数定义为虚函数后,当利⽤delete删除⼀个指向派⽣类定义的对象指针时,系统会调⽤相应的类的析构函数。
⽽不将析构函数定义为虚函数时,只调⽤基类的析构函数。
(2)只需要在声明函数的类体中使⽤关键字“virtual”将函数声明为虚函数,⽽定义函数时不需要使⽤关键字“virtual”。
(3)如果声明了某个成员函数为虚函数,则在该类中不能出现和这个成员函数同名并且返回值、参数个数、参数类型都相同的⾮虚函数。
python 虚函数定义
python 虚函数定义Python 虚函数定义虚函数是面向对象编程中的一个重要概念。
它允许子类重新定义父类中的方法,并按照子类的需求来进行实现,从而实现多态性。
在Python中,虚函数的定义可以通过抽象基类和装饰器来完成。
本文将详细介绍Python中虚函数的定义过程,并解释其背后的原理。
1. 什么是虚函数?在面向对象编程中,虚函数是指一个在父类中定义的方法,该方法可以在子类中重新定义。
虚函数的存在使得不同的子类能够有不同的实现,从而更好地满足各自的需求。
虚函数的实现依赖于多态性,即同一方法能够根据不同的对象调用不同的实现。
2. 定义抽象基类在Python中,可以通过定义抽象基类来实现虚函数的定义。
抽象基类是一个包含抽象方法的类,它不能被实例化,只能被用作其他类的基类。
抽象方法是指在抽象基类中定义的方法,它只有方法签名,没有具体的实现。
如果一个子类不实现抽象基类中的抽象方法,那么该子类也会被视为抽象类。
为了定义一个抽象基类,需要导入`abc`模块并继承`abc.ABC`类。
使用`abstractmethod`装饰器来标记方法为抽象方法。
下面是一个示例:pythonfrom abc import ABC, abstractmethodclass Animal(ABC):abstractmethoddef make_sound(self):pass在上面的例子中,`Animal`类是一个抽象基类,它定义了一个抽象方法`make_sound`。
任何继承`Animal`类的子类都必须实现`make_sound`方法。
3. 定义子类在继承抽象基类的子类中,可以重新定义父类中的虚函数。
子类可以根据自己的需求来实现虚函数,并且可以调用父类中的相同名称的方法。
下面是一个示例:pythonclass Dog(Animal):def make_sound(self):print("Woof!")在上面的例子中,`Dog`类继承了`Animal`类,并重新定义了`make_sound`方法。
虚函数,抽象方法,抽象类,接口的区别和联系
先看各自的概念:虚函数是动态联编的基础,它是引入派生概念之后用来表现基类和派生类成员函数之间的一种关系的。
虚函数在基类中定义,它也是一种成员函数,而且是非静态成员函数。
引自msdn:若一个实例方法的声明中含有virtual 修饰符,则称该方法为虚拟方法;一个虚拟方法的实现可以由派生类取代。
取代所继承的虚拟方法的实现的过程称为重写该方法;在一个虚拟方法调用中,该调用所涉及的那个实例的运行时类型确定了要被调用的究竟是该方法的哪一个实现。
虚函数的限制:1.虚函数仅适用于有继承关系的类对象, 所以只有类的成员函数才能说明为虚函数.2.静态成员函数不能是虚函数.3.内联函数不能是虚函数.4构造函数不能是虚函数.5.析构函数可以是虚函数.接口可以有静态成员、嵌套类型、抽象、虚拟成员、属性和事件。
实现接口的任何类都必须提供接口中所声明的抽象成员的定义。
接口可以要求任何实现类必须实现一个或多个其他接口。
对接口有以下限制:接口可以用任何可访问性来声明,但接口成员必须全都具有公共可访问性。
不能向成员或接口自身附加安全性权限。
接口可以定义类构造函数,但不能定义实例构造函数。
每种语言都必须为需要成员的接口映射一个实现提供规则,因为不只一个接口可以用相同的签名声明成员,且这些成员可以有单独的实现。
接口可以由类和结构来实现。
为了指示类或结构实现了某接口,在该类或结构的基类列表中应该包含该接口的标识符。
如果一个类或结构实现某接口,则它还隐式实现该接口的所有基接口。
即使在类或结构的基类列表中没有显式列出所有基接口,也是这样。
虚函数为了重载和多态的需要,在基类中是由定义的,即便定义是空,所以子类中可以重写也可以不写基类中的函数!纯虚函数在基类中是没有定义的,必须在子类中加以实现,很像java中的接口函数!虚函数引入原因:为了方便使用多态特性,我们常常需要在基类中定义虚函数。
class Cman{public:virtual void Eat(){……};void Move();private:};class CChild : public CMan{public:virtual void Eat(){……};private:};CMan m_man;CChild m_child;//这才是使用的精髓,如果不定义基类的指针去使用,没有太大的意义CMan *p ;p = &m_man ;p->Eat(); //始终调用CMan的Eat成员函数,不会调用 CChild 的p = &m_child;p->Eat(); //如果子类实现(覆盖)了该方法,则始终调用CChild的Eat函数//不会调用CMan 的 Eat 方法;如果子类没有实现该函数,则调用CMan的Eat函数p->Move(); //子类中没有该成员函数,所以调用的是基类中的纯虚函数引入原因:1、同“虚函数”;2、在很多情况下,基类本身生成对象是不合情理的。
c语言虚函数
c语言虚函数一、什么是虚函数在C++中,虚函数是指在基类中被声明为虚函数的成员函数,在派生类中重新定义后,会根据对象的实际类型来选择调用哪个版本的函数。
这种机制称为动态绑定或运行时多态。
二、C语言中是否支持虚函数C语言并不直接支持虚函数,因为它没有面向对象的特性。
但是,我们可以通过结构体和函数指针模拟出类和虚函数的概念。
三、如何实现虚函数1. 定义一个基类结构体,并在其中定义一个指向成员函数的指针作为虚函数。
struct Base {int (*fun)(struct Base *self);};2. 定义一个派生类结构体,并在其中定义一个指向成员函数的指针作为重写后的虚函数。
struct Derived {struct Base base;int (*fun)(struct Derived *self);};3. 实现基类和派生类各自对应的成员函数。
int base_fun(struct Base *self) {printf("Base fun\n");return 0;}int derived_fun(struct Derived *self) {printf("Derived fun\n");return 0;}4. 在程序中创建基类对象和派生类对象,并分别调用它们各自对应的成员函数。
int main() {struct Base base = {base_fun};struct Derived derived = {{base_fun}, derived_fun};base.fun(&base);derived.base.fun(&derived);derived.fun(&derived);return 0;}四、虚函数的优缺点1. 优点虚函数可以实现多态,使得不同类型的对象在调用同一个函数时,可以根据实际类型来选择调用哪个版本的函数。
c++ 基类纯虚函数
c++ 基类纯虚函数C++是一种广泛使用的编程语言,同时也是面向对象编程语言。
在C++中,一个类可以从另一个类继承,这个类被称为基类,而继承的类被称为派生类。
基类中的纯虚函数是C++中非常重要的概念之一,它们在设计类的继承层次结构时非常有用。
纯虚函数是一种在基类中定义的虚函数,它没有任何实现代码,只是为了被继承类实现。
纯虚函数可以用一对`virtual`和`= 0`来声明,例如:```virtual void MyFunction() = 0;```这个声明告诉编译器MyFunction是一个虚函数,并且没有实现,只是一个接口,继承类必须对其进行实现。
纯虚函数在基类中起到了规范和约束作用,因为派生类必须实现这个函数才能实现自己的功能。
在许多情况下,基类中的纯虚函数是被设计为通用算法,由派生类提供特定的实现。
这种方法被称为“模板方法”模式。
在一个简单的图形库中,我们可以定义一个基类Shape,这个基类包含一个纯虚函数`Draw()`和派生类Rectangle和Circle。
Rectangle和Circle分别提供它们自己的特殊化实现,Draw()方法则会被调用以完成具体的实际操作。
在C++中,派生类中的实现方法可以通过覆盖和重载来完成。
覆盖是指派生类重新定义基类中的虚函数,以提供不同的实现方法。
重载是指派生类定义具有相同名称的函数,但它们具有不同的参数列表,这使得可以在相同的类中实现两个或更多的函数。
在实际开发中,如果我们定义了一个纯虚函数但没有提供实现,那么它将无法被实例化,因为它是一个抽象的函数。
通常情况下,如果我们忘记实现这个函数,可能会在编译时收到一个错误消息。
在设计一个类的继承时,纯虚函数是一种非常有用的技术。
它可以帮助我们将代码和数据聚集在一起,以便更好地组织和管理。
纯虚函数还可以使我们更迅速和简单地实现代码的重用和复用。
在C++中,基类中的纯虚函数是非常重要的。
它们可以帮助我们在类的继承层次结构中实现一些非常有用的功能,例如模板方法和多态。
C++中虚函数和纯虚函数的区别与总结
C++中虚函数和纯虚函数的区别与总结⾸先:强调⼀个概念定义⼀个函数为虚函数,不代表函数为不被实现的函数。
定义他为虚函数是为了允许⽤基类的指针来调⽤⼦类的这个函数。
定义⼀个函数为纯虚函数,才代表函数没有被实现。
定义纯虚函数是为了实现⼀个接⼝,起到⼀个规范的作⽤,规范继承这个类的程序员必须实现这个函数。
1、简介假设我们有下⾯的类层次:class A{public:virtual void foo(){cout<<"A::foo() is called"<<endl;}};class B:public A{public:void foo(){cout<<"B::foo() is called"<<endl;}};int main(void){A *a = new B();a->foo(); // 在这⾥,a虽然是指向A的指针,但是被调⽤的函数(foo)却是B的!return 0;}这个例⼦是虚函数的⼀个典型应⽤,通过这个例⼦,也许你就对虚函数有了⼀些概念。
它虚就虚在所谓“推迟联编”或者“动态联编”上,⼀个类函数的调⽤并不是在编译时刻被确定的,⽽是在运⾏时刻被确定的。
由于编写代码的时候并不能确定被调⽤的是基类的函数还是哪个派⽣类的函数,所以被成为“虚”函数。
虚函数只能借助于指针或者引⽤来达到多态的效果。
C++纯虚函数⼀、定义 纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它在基类中没有定义,但要求任何派⽣类都要定义⾃⼰的实现⽅法。
在基类中实现纯虚函数的⽅法是在函数原型后加“=0”virtual void funtion1()=0⼆、引⼊原因1. 为了⽅便使⽤多态特性,我们常常需要在基类中定义虚拟函数。
2. 在很多情况下,基类本⾝⽣成对象是不合情理的。
例如,动物作为⼀个基类可以派⽣出⽼虎、孔雀等⼦类,但动物本⾝⽣成对象明显不合常理。
python 虚函数定义 -回复
python 虚函数定义-回复Python虚函数定义在Python中,虚函数是面向对象编程中的重要概念之一。
虚函数提供了一种使子类能够覆盖父类方法的机制,使得不同的对象可以以不同的方式响应相同的消息。
本文将详细介绍Python中如何定义虚函数,以及在实际应用中的一些示例。
虚函数概述虚函数是面向对象编程中多态性的核心概念之一。
它允许子类重新定义父类中的方法,以便在调用时动态确定要调用的实际方法。
这种机制允许不同的对象以一致的方式响应相同的消息,从而增加了代码的灵活性和可重用性。
在Python中,所有的函数都是虚函数。
这是因为Python是一种动态类型语言,函数调用是通过对象的实际类型来确定的,而不是变量的声明类型。
虽然在Python中并不需要显式地将函数声明为虚函数,但我们可以使用一些特定的技术来为函数指定虚函数的属性,使其能够供子类重新定义。
定义虚函数在Python中,定义虚函数的关键在于使用特定的装饰器来指定其属性。
Python中的装饰器是一种特殊的语法,可以用于修改函数的行为。
常用的虚函数装饰器有`@abstractmethod`和`@virtual`。
@abstractmethod装饰器是Python中定义虚函数的主要方法。
它是抽象基类(ABC)模块中的一个装饰器,需要通过继承该模块的`metaclass`来使用。
例如,下面是一个使用`@abstractmethod`装饰器定义虚函数的示例:pythonfrom abc import ABC, abstractmethodclass Shape(ABC):@abstractmethoddef area(self):pass在上面的例子中,我们定义了一个抽象基类`Shape`,并在其方法`area`上使用了`@abstractmethod`装饰器。
这样,所有继承自`Shape`的子类都必须重新定义`area`方法,否则将会引发`TypeError`异常。
虚函数和虚基类的区别
虚函数和虚基类的区别 C++虚函数,纯虚函数,抽象类以及虚基类的区别Part1.C++中的虚函数什么是虚函数:直观表达就是,如果⼀个函数的声明中有 virtual 关键字,那么这个函数就是虚函数。
虚函数的作⽤:虚函数的最⼤作⽤就是实现⾯向对象程序设计的⼀⼤特点,多态性,多态性表达的是⼀种动态的概念,是在函数调⽤期间,进⾏动态绑定,以达到什么样的对象就实现什么样的功能的效果。
虚函数的⼀般声明语法:virtual 函数类型函数名 (形参表)注意:虚函数的声明只能出现在类的定义中,不能出现在成员函数实现的时候虚函数⼀般不声明为内联函数,但是声明为内联函数也不会引起错误在运⾏过程中要实现多态的三个条件:类之间满⾜赋值兼容关系(也就是类之间有继承关系)要声明为虚函数调⽤虚函数时,要由成员函数或者是指针和引⽤来访问代码举例#include <iostream>using namespace std;class Base1 {public:public:virtual void play();};void Base1::play(){cout << "Base1::play()" << endl;}class Base2:public Base1{virtual void play();};void Base2::play() {cout << "Base2::play()" << endl;}class Derived :public Base2{virtual void play();};void Derived::play() {cout << "Derived:: play()" << endl;}void fun(Base1* ba) { //声明⼀个基类的指针ba->play();}int main(){Base1 ba1;Base2 ba2;Derived de;//分别⽤不同的对象指针来调⽤ fun 函数fun(&ba1);fun(&ba2);fun(&de);return 0;}这代码含义就充分体现了虚函数作为实现多态条件的原因,由于 Base1 是 Base2 和 Derived 的⽗类,所以,Base1 是可以兼容 Base2 和Derived 的,所以在 fun 函数这⾥是⽤的 Base1 的指针来作为形参,不同的是当我传⼊参数不同时,fun 函数执⾏的是不同的结果,这就体现了多态的效果,我需要那个类型的实例,他就执⾏那个实例对应的⽅法。
虚基类与虚函数
虚基类与虚函数虚基类(virtual base class)的方法,使得在继承间接共同基类时只保留一份成员。
例如:非虚基类时:A类int data; void fun();B类 C类int data; void fun(); int data_b int data; void fun(); int data_cD类int B::data; int C::data; int data_b; int data_c; void B::fun(); void C::fun(); int data_d; void fun_d();虚基类时:A类int data; void fun();B类 C类int data; void fun(); int data_b int data; void fun(); int data_cD类int data; int data_b; int data_c; void fun();int data_d; void fun_d();虚基类应用举例:例1.不使用虚基类时:写出下述程序的运行结果#include<iostream.h>class base{ protected:int a;public:base(){ a=5; cout<<"base a="<<a<<endl; }};class base1: public base};class base2: public base{ public:base2(){ a=a+20; cout<<"base2 a="<<a<<endl; } };class derived: public base1, public base2 { public:derived(){ cout<<" base1::a="<<base1::a<<endl; cout<<" base2::a="<<base2::a<<endl; }};main(){ derived obj;return 0;}运行结果为:例2.虚基类的使用:写出下述程序的运行结果#include<iostream.h>class base{ protected:int a;public:base(){ a=5; cout<<"base a="<<a<<endl; } };class base1: virtual public base{ public:base1(){ a=a+10; cout<<"base1 a="<<a<<endl; } };class base2: virtual public base};class derived: public base1, public base2{ public:derived(){ cout<<" derived a="<<a<<endl;}};main(){ derived obj;return 0;}运行结果为:例3.含有虚基类的派生类构造函数的执行顺序:写出下述程序的运行结果#include<iostream.h>class base{ protected:int a;public:base(int sa){ a=sa; cout<<"Constructing base"<<endl; }};class base1: virtual public base{ protected:int b;public:base1(int sa, int sb):base(sa){ b=sb; cout<<"Constructing base1"<<endl; }};class base2: virtual public base{ protected:base2(int sa, int sc):base(sa){ c=sc; cout<<"Constructing base2"<<endl; }};class derived: public base1, public base2{ protected:int d;public:derived(int sa, int sb, int sc, int sd):base(sa),base1(sa,sb),base2(sa,sc){ d=sd; cout<<"Constructing derived "<<endl;}};main(){ derived obj(2,4,6,8);return 0;}运行结果为:虚函数:定义:在某基类中声明为virtual并在一个或多个派生类中被重新定义的成员函数语法:virtual函数返回类型函数名(参数表){函数体}用途:实现多态性,通过指向派生类的基类指针,访问派生类中同名覆盖成员函数。
C++中构造函数的执行顺序小结
C++中构造函数的执行顺序
1首先,如果类中有静态成员,则先执行静态成员的构造函数。
注意,如果静态成员只是在类定义中声明了,而没有实现,是不用构造的。
必须初始化后才执行其构造函数。
2接下来,如果该类有直接或间接的虚基类,则先执行虚基类的构造函数。
3最后,如果该类有其他基类,则按照它们在继承声明列表中出现的次序,分别执行它们的构造函数,但构造过程中,不再执行它们的虚基类的构造函数。
补充:
1虚基类
虚基类的声明是在派生类的定义过程中进行的,其语法形式为:
class派生类名:virtual继承方式基类名
上述语句声明基类为派生类的虚基类。
声明了虚基类后,虚基类的成员在进一步的派生过程中和派生类一起维护同一个内存数据副本。
2一般虚函数
声明语法:virtual函数类型函数名();
3纯虚函数和抽象类
纯虚函数的声明格式:virtual函数类型函数名(参数表)=0;
抽象类是带有纯虚函数的类。
抽象类不能实例化。
抽象类派生出新的类之后,如果派生类给出所有纯虚函数的函数实现,这个派生类就可以定义自己的对象,而不再是抽象类;反之,如果派生类没有给出全部纯虚函数的实现,这时的派生类仍然是一个抽象类。
虚函数的概念与作用
虚函数的概念与作用一、概念虚函数是C++中的一个重要概念,它是一种在基类中声明的函数,该函数在派生类中被重新定义。
虚函数可以通过基类指针或引用来调用,在运行时确定调用的是哪个版本的函数。
虚函数通过动态绑定实现了多态性,是C++中实现面向对象编程的重要手段之一。
二、作用1. 实现多态性虚函数通过动态绑定实现了多态性,使得同一个基类指针或引用可以调用不同派生类的同名函数,从而实现了多态性。
这样就可以在编写程序时避免使用大量的if-else语句或switch语句来判断对象类型,提高了程序的可读性和可维护性。
2. 简化代码使用虚函数可以简化代码,减少代码量。
如果没有使用虚函数,则需要为每个派生类分别编写相应的处理代码,在程序规模较大时会导致代码冗长、难以维护和扩展。
3. 便于扩展使用虚函数可以方便地扩展程序功能。
当需要添加新的派生类时,只需要重新定义相应的虚函数即可,在原有代码基础上进行扩展,而不需要修改已有代码。
4. 支持动态类型识别使用虚函数可以支持动态类型识别。
在程序运行时,可以通过基类指针或引用来判断对象的实际类型,从而进行相应的处理。
这种机制在实现一些高级特性时非常有用,如RTTI(Run-Time Type Identification)。
5. 支持多重继承使用虚函数可以支持多重继承。
在多重继承中,一个派生类可以同时继承多个基类,每个基类都可能定义相同的虚函数。
如果没有使用虚函数,则会导致二义性错误(Ambiguity),而使用虚函数则可以避免这种问题的发生。
三、注意事项1. 虚函数必须是成员函数虚函数必须是成员函数,不能是全局函数或静态成员函数。
2. 构造函数和析构函数不能是虚函数构造函数和析构函数不能是虚函数,因为它们的调用方式不同于普通成员函数。
3. 虚析构函数如果一个类中定义了虚析构函数,则当该类被删除时,会自动调用其派生类的析构函数。
这样可以确保所有资源都被正确释放。
4. 纯虚函数与抽象类如果一个基类中定义了纯虚函数,则该基类就变成了抽象类。
虚函数作用
虚函数作用在面向对象编程中,虚函数是一种非常重要的概念。
虚函数是指在基类中声明的函数,在派生类中可以被重写,且在运行时根据对象的实际类型来调用相应的函数。
虚函数的作用主要有以下几个方面。
1. 实现多态虚函数的最主要作用就是实现多态。
多态是指同一种操作作用于不同的对象上面,可以产生不同的结果。
通过虚函数,可以在基类中定义一个通用的函数,然后在派生类中根据需要进行重写,从而实现多态。
例如,我们可以定义一个基类Animal,其中包含一个虚函数speak(),然后派生出Dog和Cat两个子类,分别重写speak()函数,实现不同的叫声。
当我们调用speak()函数时,根据对象的实际类型,会调用相应的函数,从而实现多态。
2. 实现动态绑定虚函数的另一个作用是实现动态绑定。
动态绑定是指在运行时根据对象的实际类型来调用相应的函数。
通过虚函数,可以实现动态绑定,从而提高程序的灵活性和可扩展性。
例如,我们可以定义一个基类Shape,其中包含一个虚函数draw(),然后派生出Circle和Rectangle两个子类,分别重写draw()函数,实现不同的绘制方式。
当我们调用draw()函数时,根据对象的实际类型,会调用相应的函数,从而实现动态绑定。
3. 实现抽象类虚函数的第三个作用是实现抽象类。
抽象类是指包含纯虚函数的类,不能被实例化,只能被用作基类。
通过虚函数,可以定义纯虚函数,从而实现抽象类。
例如,我们可以定义一个基类Shape,其中包含一个纯虚函数draw(),然后派生出Circle和Rectangle两个子类,分别实现draw()函数。
由于Shape类中包含纯虚函数,因此不能被实例化,只能被用作基类。
虚函数是面向对象编程中非常重要的概念,它可以实现多态、动态绑定和抽象类等功能,从而提高程序的灵活性和可扩展性。
在实际编程中,我们应该充分利用虚函数的作用,设计出更加优秀的面向对象程序。
纯虚基类的定义
纯虚基类的定义嘿,朋友!咱今天来聊聊纯虚基类这个有点神秘但其实也没那么难搞懂的家伙。
你想啊,纯虚基类就像是一个家族里的精神领袖。
虽然它自己没有具体的模样,但是它的理念和规定却影响着整个家族的走向。
纯虚基类,简单说就是在基类中声明了纯虚函数的类。
这纯虚函数就像是给子孙后代立下的规矩,说:“你们必须按照我这个要求来做!”比如说,有个纯虚基类叫“动物”,它里面有个纯虚函数叫“移动方式”。
这就意味着,从“动物”派生出来的“猫”“狗”“鸟”这些类,都得给出自己独特的“移动方式”实现。
那纯虚基类有啥用呢?这就好比盖房子的时候,纯虚基类就是那个打好的地基框架。
它规定了一些最基本的结构和要求,让后面的派生类在这个基础上进行建设。
如果没有这个框架,那盖出来的房子可能就歪七扭八,不成样子啦。
纯虚基类还能避免多重继承中的一些麻烦。
你看啊,如果没有纯虚基类,多个基类都有相同的成员,那派生类就晕头转向,不知道该听谁的啦。
纯虚基类就像是个聪明的裁判,让一切都变得有条有理。
比如说,有个图形的例子。
咱有个纯虚基类叫“图形”,里面有纯虚函数比如“计算面积”“绘制图形”。
然后呢,“圆形”“矩形”“三角形”这些类从“图形”派生出来,就得按照要求实现自己的计算面积和绘制图形的方法。
这样,我们在使用的时候,就可以统一通过“图形”这个接口来操作,多方便!再想想,如果没有纯虚基类,那编程世界得多混乱啊!就像一个没有指挥的乐队,各奏各的调,能好听吗?所以说啊,纯虚基类虽然听起来有点玄乎,但其实就是为了让我们的程序更有条理,更清晰,更好维护。
只要咱们理解了它的作用和原理,就能在编程的道路上更加得心应手啦!总之,纯虚基类就是编程世界里的定海神针,有了它,我们的代码大厦才能稳稳当当!。
虚函数表和虚基类表
虚函数表和虚基类表任何类型的指针变量都是占⽤4个字节。
实现虚函数需要对象附带⼀些额外信息,以使对象在运⾏时可以确定该调⽤哪个虚函数。
对⼤多数编译器来说,这个额外信息的具体形式是⼀个称为vptr(虚函数表指针)的指针。
vptr指向的是⼀个称为vtbl(虚函数表)的函数指针数组。
每个有虚函数的类都附带有⼀个vtbl。
当对⼀个对象的某个虚函数进⾏请求调⽤时,实际被调⽤的函数是根据指向vtbl的vptr在vtbl⾥找到相应的函数指针来确定的。
编译器会为每个有虚函数的类创建⼀个虚函数表,该虚函数表将被该类的所有对象共享。
类的每个虚成员占据虚函数表中的⼀⾏。
如果类中有N个虚函数,那么其虚函数表将有N*4字节的⼤⼩。
虚函数(Virtual Function)是通过⼀张虚函数表(Virtual Table)来实现的。
简称为V-Table。
在这个表中,主要是⼀个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其真实反应实际的函数。
这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中,所以,当⽤⽗类的指针来操作⼀个⼦类的时候,这张虚函数表就显得由为重要了,它就像⼀个地图⼀样,指明了实际所应该调⽤的函数。
编译器应该是保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前⾯的位置(这是为了保证取到虚函数表的有最⾼的性能——如果有多层继承或是多重继承的情况下)。
这意味着可以通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调⽤相应的函数。
在⽅法定义时加上virtual,表⽰此⽅法是虚拟⽅法,可供⼦类覆盖,修改⽗类的执⾏。
所以有虚函数的类,⽣成对象时,对象占⽤的内存要多⼀个指针(4字节),来存放虚函数表指针。
虚基类与虚函数
5.3 虚函数与多态性
对于普通成员函数的重载,可表达为下面的方式: 1) 在同一个类中重载 2) 在不同类中重载 3) 基类的成员函数在派生类中重载 因此,重载函数的访问是在编译时区分的,有以下三种方
法:
2021/3/25
A
14
1.根据参数的特征加以区分,例如: Show(int , char)与Show(char *, float)
2021/3/25
A
8
例如 : class X : public Y, virtual public Z {} X one;
将产生如下调用次序: Z() Y() X()
这里Z是X的虚基类,故先调用Z的构造函数,再调 用Y的构造函数,最后才调用派生类X自己的构造函数。
例 5-22
2021/3/25
A
level1() toplevel() 而level2()要求:
base() base2() level2()
{public: toplevel(){cout<<"toplebvaesl"e2<(<)endl;}};
level1()要求
base2
base level2()base2
base2() level1()
Aref.fun();
B & Bref=Cobj;
Bref.fun();
Bref.B::fun();
A * Apointer=&Cobj;
Apointer->fun(); }
5.3.1 基类对象的指针指向派生类对象
指向基类和派生类的指针变量是相关的,假设B_class是基 类,D_class是从B_class公有派生出来的派生类,任何被说 明为指向B_class的指针也可以指向D_class。例如:
虚基类的实现原理
虚基类的实现原理
虚基类是C++中的一个重要概念,它用于解决多重继承中的“菱形继承”问题,即同一个基类被不同的子类间接继承了多次,导致出现二义性的问题。
虚基类的实现原理可以简单概括为以下几点:
1. 虚基类是通过在基类前加上关键字“virtual”来声明的,如“virtual class Base{}”。
2. 虚基类的成员变量和成员函数与普通基类一样,但是其构造函数和析构函数会被自动调用多次。
为了避免这种情况,可以手动调用虚基类的构造函数或析构函数,或者使用纯虚函数来代替构造函数或析构函数。
3. 虚基类的指针是通过一个指针表来实现的。
这个指针表由虚基类的派生类维护,其中包含一个指向虚基类的指针,以及其他与虚基类相关的信息。
4. 虚基类的派生类会将其继承的虚基类的指针置于对象内存的最前面,以保证虚基类的地址与派生类对象地址一致。
这样,当派生类对象被传递给其它函数时,可以正确地访问虚基类的成员。
总之,虚基类是C++多重继承中的一个重要概念,可以有效地避免“菱形继承”问题的出现。
了解虚基类的实现原理能够帮助我们更好地理解C++的多重继承机制,并在实际开发中应用虚基类来优化程序结构。
- 1 -。
虚基类的概念和定义
虚基类的概念和定义1. 概念定义虚基类(Virtual Base Class)是C++中的一个重要概念,用于解决多继承中的菱形继承问题。
菱形继承指的是一个派生类同时继承自两个不同的基类,而这两个基类又共同继承自一个公共的基类。
如果不加以处理,会导致派生类中存在两份公共基类的成员,从而产生二义性。
虚基类通过在派生类中使用关键字virtual来声明,它具有以下特点: - 被声明为虚基类的成员不会被派生类直接继承; - 虚基类的构造函数由最底层派生类负责调用; - 虚基类只会在内存中存在一份副本。
2. 重要性虚基类的引入解决了多继承中菱形继承问题,避免了二义性的发生。
它在面向对象编程中发挥着重要作用: - 避免冗余数据:虚基类可以确保在派生层次结构中只存在一份公共数据,避免了数据冗余和浪费。
- 解决二义性:通过将公共数据放在虚基类中,派生类只需要从虚基类继承一份公共数据,避免了二义性的发生。
- 灵活组合:多继承可以实现更灵活的组合关系,虚基类使得多继承更加可控和可靠。
3. 应用场景虚基类主要应用于多继承的场景中,特别是存在菱形继承的情况。
下面通过一个示例来说明虚基类的应用:#include<iostream>using namespace std;class Animal {public:int age;};class Mammal : virtual public Animal {public:void eat() {cout << "Mammal is eating." << endl;}};class Bird : virtual public Animal {public:void fly() {cout << "Bird is flying." << endl;}};class Platypus : public Mammal, public Bird {public:void swim() {cout << "Platypus is swimming." << endl;}};int main() {Platypus p;p.age = 5; // 访问公共数据成员agep.eat(); // 调用Mammal类的成员函数eatp.fly(); // 调用Bird类的成员函数flyp.swim(); // 调用Platypus类自身的成员函数swim}在上述示例中,Animal类是一个虚基类,它被Mammal和Bird两个派生类虚继承。
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虚函数、虚基类、抽象类
一:虚基类
解决二义性,防止双份拷贝间接基类。
(否则得用作用域分辨符来区分进行的多个拷贝)
将共同基类设置为虚函数,这是从不同的路径继承过来的同名数据成员在内存中就只有一个拷贝,同一个函数名虚基类的声明是在派生类的定义过程中进行的,语法形式为:
class 派生类名:virtual 继承方式基类名
虚基类及派生类的构造函数,例如:
#include
using namespace std;
class B0
{
public:
B0(int i){nv = i;}
private:
int nv;
};
class B1:virtual public B0
{
public:
B1(int i):B0(i){};
};
class B2:virtual public B0
{
public:
B2(int i):B0(i){};
};
class D1:public B1,public B2
{
public:
D1(int i):B1(i),B2(i),B0(i){};
};
二:虚函数
1)虚函数主要是实现运行时多态。
虚函数的声明只能出现在类定义中的函数原型声明中,2)而不能在成员函数2)只有使用指针或者引用的方式调用虚函数时,虚函数才能起到运行时多态的作用。
3)在程序中如果派生类没有显式的给出虚函数的声明,系统会根据以下规则来判断派生类中的函数成员是否是*是否与基类的虚函数有相同的名称
*是否与基类的虚函数有相同的参数个数及相同的对应参数类型。
*相同的返回值
4)只有虚函数是动态绑定的,如果派生类需要修改基类的行为,就应该将基类中相应的函数声明为虚函数。
5)再重写继承来的虚函数时,如果函数有默认的形参值,千万不要重新定义不同的值。
原因是:虽然虚函数是定的。
6)在c++中不能声明虚构造函数,但可以声明虚析构函数,如果一个类的析构函数声明为虚函数,那么他派生而函数。
保证使用基类类型指针就能够调用适当的析构函数针对不同的对象进行清理工作。
#include<iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
virtual ~Base(){cout<<"base destruction"<<endl;}
};
class Derived:public Base
{
public:
Derived();
~Derived();
private:
int *i_pointer;
};
Derived::Derived()
{
i_pointer = new int(0);
};
Derived::~Derived()
{
cout<<"Derived destruction"<<endl;
delete i_pointer;
};
void fun(Base *b)
{
delete b;
}
int main()
{
Base *b = new Derived;
Derived *p=new Derived;
fun(b);
return 0;
}
三:抽象类
抽象类是为了抽象和设计的目的建立的,建立抽象类是为了通过它多态的使用其中的成员函数。
抽象类处于类层1)纯虚函数:是一个在基类中声明的虚函数,在基类中没有定义具体的操作内容。
virtual 函数类型函数名(参数表)=0;
2)带有纯虚函数的类为抽象类,抽象类不能实例化,但我们可以声明一个抽象类的指针和引用,通过指针和引用象,这种访问具有多态性特征。