c++抽象类和纯虚函数
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。
面向对象程序设计C - 东华大学

龚涛
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东华大学信息科学与技术学院
第8章 多态性和虚函数 8.6 虚析构函数
在析构函数前面加上关键字virtual进行说明, 称该析构函数为虚析构函数。
静态联编和动态联编都属于多态性,它们是在不同阶段对不同 实现进行不同的选择。
龚涛
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第8章 多态性和虚函数 8.4 虚函数
虚函数是动态联编的基础。虚函数是成员函数,而 且是非static的成员函数。说明虚函数的方法如下:
virtual <类型说明符> <函数名>(<参数表>) 其中,被关键字virtual说明的函数称为虚函数。
重载函数的意义在于它可以用相同的名字访问一组 相互关联的函数,由编译程序来进行选择,因而有助于 解决程序复杂性的问题。
(1) 不要使用重载函数来描述毫不相干的函数。
(2) 在类中,构造函数可以重载,普通成员函数也可 以重载。
(3) 在重载函数中使用参数的默认值要避免二义性。
龚涛
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东华大学信息科学与技术学院
由于C语言的数组中没有保存其大小,因此,不能 对数组元素进行存取范围的检查,无法保证给数组动态 赋值不会越界。利用C++语言的类可以定义一种更安全、 功能更强的数组类型。为此,为该类定义重载运算符[]。
2. 重载增1减1运算符
增1减1运算符是单目运算符,分为前缀运算和后缀 运算两种。为了区分这两种运算,将后缀运算视为双目 运算符。表达式obj++或obj—被看作obj++0或obj—0。
C++基础class、struct、union详细

C++基础class、struct、union详细⽬录1、类class2、结构体struct3、共⽤体union1、类class类是⾯向对象中的特性,在c中是没有类的概念。
通常⽤class来表⽰,cpp中有抽象类,但是没有接⼝这种说法,cpp⽀持多继承。
⼀个普通的类:class Fruit{private:public:Fruit();~Fruit();};Fruit::Fruit(){}Fruit::~Fruit(){}构造函数和析构函数:其中Fruit()表⽰构造函数,~Fruit()表⽰析构函数。
构造函数⽤来创建对象,设置初始化参数。
析构函数在对象销毁的时候执⾏。
修饰符:private:表⽰私有成员,外部不可访问,只有⾃⾝类和友元函数可以访问。
public:表⽰公共成员,外部可以访问。
protected:表⽰保护成员,保护成员和私有成员相似,但是⼦类可以访问保护成员。
类中的成员函数:我们在类中创建函数的时候,可以直接初始化,或者在类外部实现:class Fruit{private:int count;public:Fruit();~Fruit();void add(int i);//直接初始化int getCount(){return count;}};Fruit::Fruit(){cout << "create fruit" << endl;}Fruit::~Fruit(){cout <<"fruit deleted"<<endl;}//在类外部实现void Fruit::add(int i){count = count + i;}友元函数:友元函数虽然可以在类中定义,但是它不属于类的成员函数,必须在类外部实现。
它可以访问定义类中的private和protected成员。
友元类:友元类中的所有函数都是该类的友元。
C--程序设计--第10章-多态性及虚函数

使用重载函数注意:
不要使用重载函数描述不相干的函数 在类中,构造函数和普通成员函数均可以
重载 避免与函数的默认参数产生二义性
二、运算符重载
运算符重载(operate overloading)就是 赋予已有的运算符多重含义。
运算符重载实质是函数重载,运算符重载 的选择与函数重载类似,会根据运算符的 操作数的类型、个数和顺序来进行运算符 函数的选择。
#include<iostream.h> str#iinngc:l:usdter<isntgr(icnhga.rh>*s) v{}ossccsssc{s{{ittohtttolsstlsssls*drruarrrueptrepttepsi1trii3tc{pn=rin=rrn=pmn.<nn.<lprgncngncign=agp<*ggp<auitepgtepnte'irssrssbv\hwy:hwyghwnsit1ssitsla0=(:=(:=(tnr=ttnrit'scssscs:sc)rt1"rrt3scesss~ivci;thpt1hpsih1(.T23(.t::tttsnohn}ra,r.a,tza()gh(()grrrrttiatlrsilrsrer";eass;eiiiirdre[)ne[1i;[Ttt1ttnnnniglnl;gnl.nlhl)rlggggnep*e(e}(gesgeiei;2e(((gtrsnsnstnp(nsns)ncsi(lipg)gthg)ig(;(htn)en;t;tr;t;nti)a)artnthhih}ths<<ri{((;+n++<p<snd))}1g1s1aere*ige;]]i]nonszl{{;&;z;ddgd)&eercseelrl;s=teo1)m;a;/18etu)om/)0ut..;)构sr<""/;pn<造);//;s;/复}lp函构e<制n<数造ge构tn函hd造;l数};重} 载
C++基抽象类的构造析构(纯)虚函数

C++基抽象类的构造析构(纯)虚函数⼀、析构函数可定义为⼀、析构函数可定义为纯虚函数纯虚函数,但也必须给出函数定义,但也必须给出函数定义 Effective C++ 条歀07: 为多态基类声明virtual 析构函数(Declare destructors virtual in polymorphic base classes ) 在某些类⾥声明纯虚析构函数很⽅便。
纯虚函数将产⽣抽象类——不能实例化的类(即不能创建此类型的对象)。
有些时候,你想使⼀个类成为抽象类,但刚好⼜没有任何纯虚函数。
怎么办?因为抽象类是准备被⽤做基类的,基类必须要有⼀个虚析构函数,纯虚函数会产⽣抽象类,所以⽅法很简单:在想要成为抽象类的类⾥声明⼀个纯虚析构函数。
1 //这⾥是⼀个例⼦:2 class awov {3 public :4 virtual ~awov() = 0; // 声明⼀个纯虚析构函数5 }; 这个类有⼀个纯虚函数,所以它是抽象的,⽽且它有⼀个虚析构函数,所以不会产⽣析构函数问题。
但这⾥还有⼀件事:必须提供纯虚析构函数的定义: awov::~awov() { ... } // 纯虚析构函数的定义 这个定义是必需的,因为虚析构函数⼯作的⽅式是:最底层的派⽣类的析构函数最先被调⽤,然后各个基类的析构函数被调⽤。
这就是说,即使是抽象类,编译器也要产⽣对~awov 的调⽤,所以要保证为它提供函数体。
如果不这么做,链接器就会检测出来,最后还是得回去把它添上。
⼆、? 关于C++为什么不⽀持虚拟构造函数,Bjarne 很早以前就在C++Style and Technique FAQ ⾥⾯做过回答 Avirtual call is a mechanism to get work done given partialinformation. In particular, "virtual" allows us to call afunction knowing only an interfaces and not the exact type of theobject. To create an object you need complete information.Inparticular, you need to know the exact type of what you want tocreate. Consequently, a "call to a constructor" cannot bevirtual. 含义⼤概是这样的:虚函数调⽤是在部分信息下完成⼯作的机制,允许我们只知道接⼝⽽不知道对象的确切类型。
【C++面向对象的程序设计】6多态性

虚析构函数
析构函数的作用是对象撤销之后清理现场。 在派生类对象撤销时,一般先调用派生类的 析构函数。再调用基类的析构函数。
然而,当定义的是一个指向基类的指针变量, 使用new运算符建立临时对象时,如果基类 中有析构函数,则在使用delete析构时只会 调用基类的析构函数。
这就需要将基类中的析构函数声明为虚函数。
虚函数的声明与使用
声明虚函数的一般格式如下: virtual 函数原型;
⑴ 必须首先在基类中声明虚函数。 ⑵ 派生类中与基类虚函数原型完全相同的成员函 数,即使在说明时前面没有冠以关键字virtual也 自动成为虚函数。
声明虚函数
⑶ 只有非静态成员函数可以声明为虚函数。 ⑷ 不允许在派生类中定义与基类虚函数名字及参数 特征都相同,仅仅返回类型不同的成员函数。 编译时 出错。 ⑸ 系统把函数名相同但参数特征不同的函数视为不 同的函数。 ⑹ 通过声明虚函数来使用C++提供的多态性机制时, 派生类应该从它的基类公有派生。
构函数等内容。
本章内容
静态联编与动态联编 虚函数的声明与使用 纯虚函数和抽象类 虚析构函数
Hale Waihona Puke 静态联编与动态联编所谓联编(tinding),就是使一个计算机程序的不同部 分彼此关联的过程。
静态联编在编译阶段完成,因为所有联编过程都在程 序开始运行之前完成,因此静态联编也叫先前联编或早期 联编。
另一种情况编译程序在编译时并不确切知道应把发送 到对象的消息和实现消息的哪段具体代码联编在一起,而 是在运行时才能把函数调用与函数体联系在一起,则称为 动态联编。
动态联编的实现
C ++语言中的动态联编是通过使用虚函数表 (Virtual Function Table)来实现的,虚函数表也称 为v-表。
抽象类与纯虚函数

纯虚函数和抽象类:含有纯虚函数的类是抽象类,不能生成对象,只能派生。
他派生的类的纯虚函数没有被改写,那么,它的派生类还是个抽象类。
定义纯虚函数就是为了让基类不可实例化化,因为实例化这样的抽象数据结构本身并没有意义.或者给出实现也没有意义一. 纯虚函数在许多情况下,在基类中不能给出有意义的虚函数定义,这时可以把它说明成纯虚函数,把它的定义留给派生类来做。
定义纯虚函数的一般形式为:class 类名{virtual 返回值类型函数名(参数表)= 0; // 后面的"= 0"是必须的,否则,就成虚函数了};纯虚函数是一个在基类中说明的虚函数,它在基类中没有定义,要求任何派生类都定义自己的版本。
纯虚函数为各派生类提供一个公共界面。
从基类继承来的纯虚函数,在派生类中仍是虚函数。
二. 抽象类1. 如果一个类中至少有一个纯虚函数,那么这个类被称为抽象类(abstract class)。
抽象类中不仅包括纯虚函数,也可包括虚函数。
抽象类中的纯虚函数可能是在抽象类中定义的,也可能是从它的抽象基类中继承下来且重定义的。
2. 抽象类特点,即抽象类必须用作派生其他类的基类,而不能用于直接创建对象实例。
一个抽象类不可以用来创建对象,只能用来为派生类提供一个接口规范,派生类中必须重载基类中的纯虚函数,否则它仍将被看作一个抽象类。
3. 在effective c++上中提到,纯虚函数可以被实现(定义),但是,不能创建对象实例,这也体现了抽象类的概念。
三. 虚析构函数虚析构函数: 在析构函数前面加上关键字virtual进行说明,称该析构函数为虚析构函数。
虽然构造函数不能被声明为虚函数,但析构函数可以被声明为虚函数。
一般来说,如果一个类中定义了虚函数,析构函数也应该定义为虚析构函数。
例如:class B{virtual ~B(); //虚析构函数…};关于更多的精彩解释,请参考<< c++编程思想 >> 一书。
纯虚构造函数

纯虚构造函数纯虚构造函数是指在抽象类中定义的没有实现的构造函数。
它的作用是强制子类在实现自己的构造函数时必须调用父类的构造函数,从而确保父类的成员变量被正确地初始化。
在C++中,纯虚构造函数的语法如下:```class A {public:virtual A() = 0;};```需要注意的是,纯虚构造函数不能被实例化,因此它的实现必须由子类来完成。
子类必须在自己的构造函数中调用父类的构造函数,否则编译器会报错。
纯虚构造函数的使用场景主要是在抽象类中。
抽象类是指不能被实例化的类,它的作用是为了让子类继承它的接口和实现。
抽象类中定义的纯虚函数和纯虚构造函数都没有实现,因此子类必须实现它们才能被实例化。
下面是一个简单的例子,演示了如何使用纯虚构造函数:```class Shape {public:virtual Shape() = 0;virtual double area() = 0;};class Circle : public Shape {public:Circle(double r) {radius = r;}double area() {return 3.14 * radius * radius;}private:double radius;};class Rectangle : public Shape {public:Rectangle(double w, double h) {width = w;height = h;}double area() {return width * height;}private:double width;double height;};int main() {Circle c(2.0);Rectangle r(3.0, 4.0);cout << "Circle area: " << c.area() << endl;cout << "Rectangle area: " << r.area() << endl; return 0;}```在上面的例子中,Shape是一个抽象类,它定义了纯虚构造函数和纯虚函数area()。
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含有纯虚函数的类是抽象类,不能生成对象,只能派生。他派生的类的纯虚函数没有被改写,那么,它的派生类还是个抽象类。
定义纯虚函数就是为了让基类不可实例化化,因为实例化这样的抽象数据结构本身并没有意义.或者给出实现也没有意义
一.纯虚函数
在许多情况下,在基类中不能给出有意义的虚函数定义,这时可以把它说明成纯虚函数,把它的定义留给派生类来做。定义纯虚函数的一般形式为:
抽象类中不仅包括纯虚函数,也可包括虚函数。抽象类中的纯虚函数可能是在抽象类中定义的,也可能是从它的抽象基类中继承下来且重定义的。
2.抽象类特点,即抽象类必须用作派生其他类的基类,而不能用于直接创建对象实例。
一个抽象类不可以用来创建对象,只能用来为派生类提供一个接口规范,派生类中必须重载基类中的纯虚函数,否则它仍将被看作一个抽象类。
};
class Cat: public Animal
{
public:
virtual void shout() //必须要被实现,即使函数体是空的
{
printf(" miao! miao! miao! \n");
}
virtual void impl()
{
printf(" implement of Cat! \n");
virtual ~Animal() {printf(" Animal destory! \n");}; //虚析构函数
};
void Animal::impl() //纯虚函数也可以被实现。
{
printf(" Animal: I can be implement! \n");
}
class Dog: public Animal
class类名{
virtual返回值类型函数名(参数表)= 0; //后面的"= 0"是必须的,否则,就成虚函数了
};
纯虚函数是一个在基类中说明的虚函数,它在基类中没有定义,要求任何派生类都定义自己的版本。纯虚函数为各派生类提供一个公共界面。
从基类继承来的纯虚函数,在派生类中仍是虚函数。
二.抽象类
1.如果一个类中至少有一个纯虚函数,那么这个类被称为抽象类(abstract class)。
{
public:
virtual void shout() //必须要被实现,即使函数体是空的
{
printf(" wang! wang! wang! \n");
}
virtual void impl()
{
printf(" implement of Dog! \n");
}
virtual ~Dog() {printf(" Dog destory! \n");}; //虚析构函数
例如:
class B
{
virtual ~B(); //虚析构函数
…
};
关于更多的精彩解释,请参考<< c++编程思想>>一书。
*/
#include <stdio.h>
class Animal
{
public:
virtual void shout() = 0;
virtual void impl() = 0;
Animal *animal = &dog;
animal->shout();
animal->impl();
printf("\n");
animal = &cat;
animal->shout();
animal->impl();
printf("\n");
}
int main()
{
test_func();
while(1);
}
/* result:
wang! wang! wang!
implement of Dog!
miao! miao! miao!
implement of Cat!
Cat destory!
Animal destory!
Dog destory!Animal d Nhomakorabeastory!
*/
3.在effective c++上中提到,纯虚函数可以被实现(定义),但是,不能创建对象实例,这也体现了抽象类的概念。
三.虚析构函数
虚析构函数:在析构函数前面加上关键字virtual进行说明,称该析构函数为虚析构函数。虽然构造函数不能被声明为虚函数,但析构函数可以被声明为虚函数。
一般来说,如果一个类中定义了虚函数,析构函数也应该定义为虚析构函数。
Animal &display(Animal &a)
{
Dog d;
Animal &p = d;
return p;
}
void test_func()
{
//Animal a; // error:抽象类不能建立对象
Dog dog; //ok,可以声明抽象类的指针
Cat cat; //ok,可以声明抽象类的指针
}
virtual ~Cat() {printf(" Cat destory! \n");}; //虚析构函数
};
/*
Animal f() // error,抽象类不能作为返回类型
{
}
void display( Animal a) //error,抽象类不能作为参数类型
{
}
*/
//ok,可以声明抽象类的引用