虚函数和虚基类、纯虚函数、抽象类抽象方法 ,动态绑定
抽象类与接口紧密相关,它们不能实例化,并且常常部分实现或根本不实现。抽象类和接口之间的一个主要差别是:类可以实现无限个接口,但仅能从一个抽象(或 任何其他类型)类继承。从抽象类派生的类仍可实现接口。可以在创建组件时使用抽象类,因为它们使您得以在某些方法中指定不变级功能,但直到需要该类的特定 实现之后才实现其他方法。抽象类也制定版本,因为如果在派生类中需要附加功能,则可以将其添加到基类而不中断代码。
在实现抽象类时,必须实现该类中的每一个抽象方法,而每个已实现的方法必须和抽象类中指定的方法一样,接收相同数目和类型的参数,具有同样的返回值。
抽象类不能被实例化,也就是不能用new关键字去产生对象
抽象方法只需声明,而不需实现
抽象类的子类必须覆盖所有的抽象方法后才能被实例化,否则这个子类还是个抽象类
虚函数联系到多态,多态联系到继承。所以本文中都是在继承层次上做文章。没了继承,什么都没得谈。
下面是对C++的虚函数这玩意儿的理解。
一, 什么是虚函数(如果不知道虚函数为何物,但有急切的想知道,那你就应该从这里开始)
简单地说,那些被virtual关键字修饰的成员函数,就是虚函数。虚函数的作用,用专业术语来解释就是实现多态性(Polymorphism),多态性 是将接口与实现进行分离;用形象的语言来解释就是实现以共同的方法,但因个体差异而采用不同的策略。下面来看一段简单的代码
class A{
public:
void print(){ cout<<”This is A”<<endl;}
};
class B:public A{
public:
void print(){ cout<<”This is B”<<endl;}
};
int main(){ //为了在以后便于区分,我这段main()代码叫做main1
A a;
B b;
a.print();
b.print();
}
通过class A和class B的print()这个接口,可以看出这两个class因个体的差异而采用了不同的策略,输出的结果也是我们预料中的,分别是This is A和This is B。但这是否真正做到了多态性呢?No,多态还有个关键之处就是一切用指向基类的指针或引用来操作对象。那现在就把main()处的代码改一改。
int main(){ //main2
A a;
B b;
A* p1=&a;
A* p2=&b;
p1->print();
p2->print();
}
运行一下看看结果,哟呵,蓦然回首,结果却是两个This is A。问题来了,p2明明指向的是class B的对象但却是调用的class A的print()函数,这不是我们所期望的结果,那么解决这个问题就需要用到虚函数
class A{
public:
virtual void print(){ cout<<”This is A”<<endl;} //现在成了虚函数了
};
class B:public A{
public:
void print(){ cout<<”This is B”<<endl;} //这里需要在前面加上关键字virtual吗?
};
毫无疑问,class A的成员函数print()已经成了虚函数,那么class B的print()成了虚函数了吗?回答是Yes,我们只需在把基类的成员函数设为virtual,其派生类的相应的函数也会自动变为虚函数。所以, class B的print()也成了虚函数。那么对于在派生类的相应函数前是否需要用virtual关键字修饰,那就是你自己的问题了。
现在重新运行main2的代码,这样输出的结果就是This is A和This is B了。
现在来消化一下,我作个简单的总结,指向基类的指针在操作它的多态类对象时,会根据不同的类对象,调用其相应的函数,这个函数就是虚函数。
虚基类:是为了避免多重继承中产生的二义性问题。比如当在多条继承路径上有一个共同的基类,当在多条路径的交汇处可能产生基类的多个实例(副本),为避免这个问题可以使用虚基类,虚基类并不在声明时指出,而是在子类继承时指明是虚继承。
class a{}
class b{}:virtual a
纯虚函数是一种特殊的虚函数,它的一般格式如下:
class <类名>
{
virtual <类型><函数名>(<参数表>)=0;
…
};
在许多情况下,在基类中不能对虚函数给出有意义有实现,而把它说明为纯虚函数,它的实现留给该基类的派生类去做。这就是纯虚函数的作用。
绑定:
一.定义:
1.方法绑定:一个方法被调用时该方法关联其方法体的过程。
2.静态绑定:在面向过程的中又称为前期绑定在程序编译时进行了绑定,即在还没运行时,就已经加载到内存。
3.动态绑定:在面向过程中称为后期绑定(运行时绑定)在运行时就进行绑定,根据实际情况有选择的进行绑定。
二.优越性:
动态绑定灵活性相对静态绑定来说要高,因为它在运行之前可以进行选择性的绑定,很多时候优点就是缺点,正是因为选择性的绑定,所以动态绑定的执行效率要低些(因为,绑定对象,还要进行编译)。
三.静态绑定实例:
Java代码
//父类
public class Person {
protected String attribute="人的特性";
}
//子类
public class Male extends Person {
protected String attribute = "男人的特性";
}
//测试
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Male();
System.out.println("" + p.attribute);
}
}
输出结果:人的属性
可以看出子类的对象调用到的是父类的成员变量。所以必须明确,动态绑定针对的范畴只是对象的方法。
static 块静态加载:
Java代码
public class StaticTest {
static {
System.out.println("没有主方法我照样执行");
}
}
运行结果:
没有主方法我照样执行java.lang.NoSuchMethodError: main
Exception in thread "main"
java中的变量都是静态绑定的;
构造方法 以及private,static,final类方法的调用都是静态绑定的。
四.动态绑定实例:
Java代码
//父类
public class Person {
public void show(){
System.out.println("人的特性");
}
}
//子类
public class Male extends Person{
public void show(){
System.out.println("男人的特性");
}
}
//测试
public class Tester{
public static void main(String [] args){
Person p = new Male();
p.show();
}
}
运行结果:男人的特性
上面当创建一个Male类对象,通过继承的关系向上转型立即赋值给Person类的对象,貌似调用的是Person中的show();,然而从输出的结果看调用的却是Male类中的show();这就是动态绑定的结果,它能在运行时找到实际最适合类型的方法进行调用