【C++ 语言】面向对象 ( 继承 | 重写 | 子类调用父类方法 | 静态多态 | 动态多态 | 虚函数 | 纯虚函数 )

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2024-02-11 10:37:02

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类的继承

1. 继承表示 : C++ 中继承可以使用 “:” 符号 , 格式为 "class 子类名称 : 父类名称{};"

//父类
class Parent{

};

//子类
//继承父类 Parent
class Child : Parent{

};

2. 继承作用域 : 继承可以指定作用域 , private , protected , public , 如果不写作用域 , 那么该继承就是默认私有继承 ; 作用域符号写在 冒号之后 , 父类名称之前 ;

3. 私有 ( private ) 继承 : 如果继承的作用域是私有的 ( private ) , 那么继承的所有的方法都是私有的 , Parent 中的 public 和 protected 方法会变成私有的 , 外部无法访问该方法 ;

4. C++ 多继承 : Java 中只能进行单继承 , 但是在 C++ 中是可以继承多个父类的 ; 在多继承时 , 使用 “,” 将多个父类分隔即可 ;

5. C++ 多继承作用域 : 多继承中 , 每个父类的作用域都可以单独指定;

#pragma once

//父类
class Parent{

public:
    void parent_method() {
    }

};

//父类
class Parent1{

public:
    void parent1_method() {
    }

};

//子类
//继承父类 Parent
//继承作用域 : 默认私有继承 private 
class  Child : private Parent, public Parent1{

};
方法的重写

1. 子类重写父类方法 : 如果继承的两个父类有相同的方法 , 在子类冲又定义了一个相同的方法 , 这就是重写父类的方法 ;

#pragma once

using namespace std;

//父类
class Parent{
public:
    void parent_method() {
        cout << " Parent parent_method " << endl;
    }
};

//父类
class Parent1 {
public:
    void parent_method() {
        cout << " Parent1 parent_method " << endl;
    }

    void parent_method1() {
        cout << " Parent1 parent_method1 " << endl;
    }
};

//子类
//继承父类 Parent
//继承作用域 : 默认私有继承 private 
class Child : private Parent, public Parent1 {
public:
    void parent_method() {
        cout << " Child parent_method " << endl;
    }
};

2.调用子类重写方法 : 调用子类重写的 “parent_method” 方法 , 其执行的是子类重写的方法 ;

3. 外部通过子类调用父类方法 : 如果调用的方法在子类中没有重写 , 那么调用的就是父类的方法 ;

    //在栈内存中创建一个 Child 对象, 并调用其重写的父类的方法
    Child child;
    //调用子类重写的父类的方法
    child.parent_method();

    //调用子类没有重写的父类方法
    child.parent_method1();

4. 代码执行结果 : 调用子类重写后的方法 , 其调用的是子类的方法 , 如果调用子类没有重写的方法 , 那么调用的就是父类的方法 ;

 Child parent_method
 Parent1 parent_method1
子类中调用父类方法

1. 子类中调用父类的方法 : 使用 " 父类名称 :: 方法名() " 进行调用 , 该操作相当于 Java 中的 " super(); " 方法 ;

class Child : private Parent, public Parent1 {
public:
    void parent_method() {
        //子类中调用父类的方法 , 该操作相当于 Java 中的 super 方法 
        Parent::parent_method();
        Parent1::parent_method();

        cout << " Child parent_method " << endl;
    }
};

2. 执行下面的代码 : 执行该子类实现的方法 , 该方法中先后调用了两个父类的方法 ;

    //在栈内存中创建一个 Child 对象, 并调用其重写的父类的方法
    Child child;
    //调用子类重写的父类的方法
    child.parent_method();

3. 代码执行结果 : 因为子类冲调用了父类的方法 , 因此两个父类的 parent_method 方法被先后执行了 ;

 Parent parent_method
 Parent1 parent_method
 Child parent_method
多态

1. 多态 : 声明 Parent1 父类对象 , 为其赋值一个 Child 对象 , 此时调用其 parent_method 方法 , 调用的是父类的方法 ;

    //声明 Parent1 父类对象 , 为其赋值一个 Child 对象
    Parent1* parent1 = new Child();
    //此时调用其 parent_method 方法 , 调用的是父类的方法
    parent1->parent_method();

2. 执行结果 : 其调用的是 Parent1 父类中定义的 parent_method 方法 , 没有调用子类实现的方法 ;

 Parent1 parent_method

如果必须要调用子类实现的方法 , 这里就需要用到虚函数 ;

虚函数

1 . 静态多态 : 在编译时 , 就可以确定函数调用的地址 ; 上面 多态 中的示例就是静态多态示例 ;

下面的虚函数的示例 , 是动态多态示例 ;

2 . 动态多态 : 在运行时 , 确定函数调用地址 , 这里就用到虚函数 ;

3 . 虚函数作用 : 让函数调用的地址 , 在运行时确定调用哪个函数 ;

4. 虚函数解析 : 在对象调用虚函数方法时 , 系统会查看该对象真正类型是什么类型 , 然后去调用对应类型的方法 ; 对象是使用什么类型的构造函数创建的 , 其真正的类型就是这个类型 , 因此最终调用该类中的虚函数方法 ;

5. 虚函数使用要点 :

  • 1. 构造方法 : 不能设置成虚函数, 如果将构造方法设置成虚函数 , 编译时会报错 ;
  • 2. 析构方法 : 必须设置成虚函数 , 释放子类对象内存时 , 必须释放子类对象的内存 , 否则子类对象的内存永远不会被释放 ;
  • 3. 没有子类 : 虚函数在子类继承父类时才有意义 , 根据类型动态判定该调用哪个方法 , 如果一个类没有子类 , 其设置成虚函数没有意义 , 但也不影响程序运行 ;
虚函数示例

虚函数代码示例解析 :

  • 1. 父类中定义虚函数 :
//父类
class Parent{
public:
    void parent_method() {
        cout << " Parent parent_method " << endl;
    }

    //虚函数
    virtual void virtual_method() {
        cout << " Parent virtual_method " << endl;
    }
};
  • 2. 子类中重写虚函数 :
//子类
//继承父类 Parent
//继承作用域 : 默认私有继承 private 
class Child : public Parent, public Parent1 {
public:
    void parent_method() {
        //子类中调用父类的方法 , 该操作相当于 Java 中的 super 方法 
        Parent::parent_method();
        Parent1::parent_method();

        cout << " Child parent_method " << endl;
    }

    //重写父类的虚函数
    void virtual_method() {
        cout << " Child virtual_method " << endl;
    }
};
  • 3. 调用虚函数 :
    //在栈内存中创建一个 Child 对象, 并调用其重写的父类的方法
    Child child;

    //多态

    //声明 Parent1 父类对象 , 为其赋值一个 Child 对象
    Parent* parent = new Child();

    //静态多态 : 在编译时 , 就可以确定函数调用的地址 ; 
    //    此时调用其 parent_method 方法 , 调用的是父类的方法
    parent->parent_method();

    //动态多态 : 在运行时 , 确定函数调用地址 , 
    //    此处调用的是子类实现的方法
    parent->virtual_method();
  • 4. 代码执行结果 :
 Parent parent_method
 Child virtual_method
  • 5. 结果分析 :
  • ① 静态多态分析 : 第一次调用父类的 parent_method 方法 , 虽然子重写该方法 , 但是对象类型声明的是父类类型 , 其仍然调用父类方法 ;
  • ② 动态多态分析 : 第二次调用父类的 virtual_method 方法 , 该方法时虚函数 , 子类重写了该虚函数 , 在函数调用的时候 , 会自动根据对象的类型判定调用哪个方法 , 该对象使用 new Child() 创建 , 其类型是 Child 类型 , 因此最终调用的是子类重写的方法 ;
纯虚函数

1. 纯虚函数 : 类似于 Java 的抽象方法 , 父类中声明后 , 该方法必须实现 , 否则编译时报错 ;

2. 代码示例 :

① 父类中定义纯虚函数 :

//父类
class Parent{
public:
    //纯虚函数 , 类似于 Java 的抽象方法 , 
    //父类中声明后 , 该方法必须实现 , 否则编译时报错
    virtual void pure_virtual_method() = 0;
};

② 子类中实现虚函数 :

//子类
//继承父类 Parent
class Child : public Parent {
public:
    //实现纯虚函数方法 , 该方法必须实现 , 否则会报错
    void pure_virtual_method() {
        cout << " Child pure_virtual_method " << endl;
    }
};

③ 调用子类中实现的纯虚函数 :

    //在栈内存中创建一个 Child 对象, 并调用其重写的父类的方法
    Child child;
    //纯虚函数测试
    parent->pure_virtual_method();

④ 执行结果 :

 Child pure_virtual_method
相关代码

1. 类的定义及继承相关代码 :

#pragma once

using namespace std;

//父类
class Parent{
public:
    void parent_method() {
        cout << " Parent parent_method " << endl;
    }

    //虚函数
    virtual void virtual_method() {
        cout << " Parent virtual_method " << endl;
    }

    //纯虚函数 , 类似于 Java 的抽象方法 , 
    //父类中声明后 , 该方法必须实现 , 否则编译时报错
    virtual void pure_virtual_method() = 0;
};

//父类
class Parent1 {
public:
    void parent_method() {
        cout << " Parent1 parent_method " << endl;
    }

    void parent_method1() {
        cout << " Parent1 parent_method1 " << endl;
    }
};

//子类
//继承父类 Parent
//继承作用域 : 默认私有继承 private 
class Child : public Parent, public Parent1 {
public:
    void parent_method() {
        //子类中调用父类的方法 , 该操作相当于 Java 中的 super 方法 
        Parent::parent_method();
        Parent1::parent_method();

        cout << " Child parent_method " << endl;
    }

    //重写父类的虚函数
    void virtual_method() {
        cout << " Child virtual_method " << endl;
    }

    //实现纯虚函数方法 , 该方法必须实现 , 否则会报错
    void pure_virtual_method() {
        cout << " Child pure_virtual_method " << endl;
    }
};

2. 调用上述方法 :

    //在栈内存中创建一个 Child 对象, 并调用其重写的父类的方法
    Child child;
    //调用子类重写的父类的方法
    child.parent_method();

    //调用子类没有重写的父类方法
    child.parent_method1();

    //多态

    //声明 Parent1 父类对象 , 为其赋值一个 Child 对象
    Parent* parent = new Child();

    //静态多态 : 在编译时 , 就可以确定函数调用的地址 ; 
    //    此时调用其 parent_method 方法 , 调用的是父类的方法
    parent->parent_method();

    //动态多态 : 在运行时 , 确定函数调用地址 , 
    //    此处调用的是子类实现的方法
    parent->virtual_method();

    //纯虚函数测试
    parent->pure_virtual_method();

执行结果 :

 Parent parent_method
 Parent1 parent_method
 Child parent_method
 Parent1 parent_method1
 Parent parent_method
 Child virtual_method
 Child pure_virtual_method

文章来源： https://hanshuliang.blog.csdn.net/article/details/99690475
版权声明： 本文为博主原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA 知识共享协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

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