虚函数和纯虚函数
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纯函数虚函数
纯函数和虚函数是C++语言中重要的概念。
纯函数指的是在函数
体内不使用任何外部变量,且函数的返回值只依赖于输入参数的值,
即不会受到任何其他因素的影响,相同的输入永远会得到相同的输出。
因此,纯函数不会产生任何副作用,也就是说,不会改变外部环境的
状态。
纯函数在并发编程和函数式编程中应用广泛。
虚函数是一种在基类中声明的成员函数,它可以被派生类重新定义。
虚函数通过使用动态绑定,实现在运行时确定调用哪个类的函数。
作为虚函数的重要应用,多态性使得代码更加灵活,可以更好地适应
变化。
在C++中,对于类中的成员函数,可以将其声明为纯函数和虚函数,也可以同时声明为纯虚函数和虚函数。
纯虚函数是指在基类中声
明的函数,但没有给出函数实现,需要在派生类中定义函数实现。
虚
函数和纯虚函数都可以使用override关键字来在派生类中重定义,从
而实现更加灵活的代码结构。
1. 析构函数和虚析构函数如果基类的析构函数是虚的,那么它的派生类的析构函数都是虚的这将导致:当派生类析构的时候,它的所有的基类的析构函数都将得到调用否则,只调用派生类的析构函数(这可能导致基类的某些对象没有得到释放)所以CObject类的析构函数是虚的,所有由它派生的类析构的时候一级一级的进行,不会造成内存泄漏。
无论基类的析构函数是否为虚析构函数. 基类的析构函数总是会被自动调用的;但是, 如果用基类指针去操作一个了派生类对象,如果不为虚就不能保证派生类的析构函数被调用。
2. 纯虚析构函数析构函数的纯虚性唯一效果就是保证抽象类的实例化。
《Effective C++》中第14条条款的一部分,既是对虚析构函数的彻底理解,亦是对纯虚析构函数作用的解释。
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。
这里是一个例子:class awov {public:virtual ~awov() = 0; // 声明一个纯虚析构函数};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。
3. 虚函数【1】在基类用virtual声明成员函数为虚函数。
这样就可以在派生类中重新定义此函数,为它赋予新的功能,并能方便地被调用。
虚函数以及纯虚函数 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。
虚函数和纯虚函数都是实现多态的重要⽅法。
本⽂就这两种⽅法进⾏分析以及⽐较1、虚函数在基类中声明为virtual并在⼀个或者多个派⽣类被重新定义的成员函数语法规则:virtual 函数返回类型函数名(参数表) {函数体}语法分析:虚函数的声明和定义和普通的成员函数⼀样,只是在返回值之前加⼊了关键字virtual。
在基类当中定义了虚函数,可以再⼦类中定义和基类中相同函数名、相同参数、相同返回值和不同实现体的虚函数 定义为虚函数是为了让基类函数的指针或者引⽤来指向⼦类。
#include<iostream>using namespace std;class A{public:void fun(){cout << "A::fun()..." << endl;}};class B :public A{public:void fun(){cout << "B::fun()...." << endl;}};int main(){A *a = new A; //A类指针指向A类对象a->fun();A *b = new B; //A类指针指向B类对象b->fun();delete a;delete b;return0;}分析代码:在上述代码中B为A的派⽣类,A *b=new B 是将基类的指针指向B 类对象。
输出为:显然程序没有实现我们想要的输出#include<iostream>using namespace std;class A{public:virtual void fun(){cout << "A::fun()..." << endl;}};class B :public A{public:void fun(){cout << "B::fun()...." << endl;}};int main(){A *a = new A; //A类指针指向A类对象a->fun();A *b = new B; //A类指针指向B类对象b->fun();delete a;delete b;return0;}分析:可以看出利⽤虚函数可以实现多态,也就是说实现了通过不同对象的接⼝实现了不同的功能。
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。
纯虚函数调用虚函数在C++中的定义是一种特殊的函数,它的具体实现由其派生类根据自身的需要进行重写,以实现多态特性。
而纯虚函数是其在进一步抽象程度上的体现,其实现方式不同于虚函数,但在实现多态时发挥了重要作用,也为C++程序员在面向对象编程中提供了更多的编程方式。
在这篇文章中,我们将讨论纯虚函数的实现、调用方式以及其在代码开发中的应用场景。
一、纯虚函数的概念和定义纯虚函数是由virtual修饰的函数,用于在基类中定义一种接口规范,将具体的实现留给其派生类去完成。
在C++程序设计中,我们使用纯虚函数,目的是为了实现抽象类,从而在程序中实现多态。
纯虚函数同样也是一种虚函数,只是在其函数定义中添加了=0的标记。
它的函数声明与虚函数类似,但是不需要提供函数体。
具体的定义如下:class A{public:virtual void func() = 0; //纯虚函数,定义接口规范};在基类A中,只定义了函数的接口规范(func函数),而具体的实现将留给其派生类来完成。
与一般的虚函数不同的是,在纯虚函数定义中,我们可以通过赋值符号=0来将其标记为纯虚函数,也就是说,纯虚函数是没有具体的实现的,其派生类必须实现该函数。
因此,我们在程序中使用纯虚函数时,需要在该函数的派生类中对其进行重写,定义具体实现,否则编译器将报错。
二、纯虚函数的调用纯虚函数不能直接被调用。
这意味着,如果在程序中直接实例化基类中的纯虚函数,编译器将会报错。
因为纯虚函数没有具体实现,同时也没有虚函数表。
此时,我们必须使用其指针或引用来调用纯虚函数。
接下来,我们通过代码来演示一下纯虚函数如何被调用。
class A{public:virtual void func() = 0; //纯虚函数,定义接口规范};class B : public A{public:void func() override{std::cout << "function B" << std::endl;}};int main(){A* pA = new B; //父类指针指向派生类对象pA->func(); //通过父类指针调用纯虚函数return 0;}在上面的代码中,我们定义了两个类A和B,其中A类是一个抽象类,拥有一个纯虚函数func()。
虚函数与纯虚函数的区别1. 虚函数和纯虚函数可以定义在同⼀个类(class)中,含有纯虚函数的类被称为抽象类(abstract class),⽽只含有虚函数的类(class)不能被称为抽象类(abstract class)。
2. 虚函数可以被直接使⽤,也可以被⼦类(sub class)重载以后以多态的形式调⽤,⽽纯虚函数必须在⼦类(sub class)中实现该函数才可以使⽤,因为纯虚函数在基类(base class)只有声明⽽没有定义。
3. 虚函数和纯虚函数都可以在⼦类(sub class)中被重载,以多态的形式被调⽤。
4. 虚函数和纯虚函数通常存在于抽象基类(abstract base class -ABC)之中,被继承的⼦类重载,⽬的是提供⼀个统⼀的接⼝。
5. 虚函数的定义形式:virtual {method body} 纯虚函数的定义形式:virtual { } = 0;在虚函数和纯虚函数的定义中不能有static标识符,原因很简单,被static修饰的函数在编译时候要求前期bind,然⽽虚函数却是动态绑定(run-time bind),⽽且被两者修饰的函数⽣命周期(life recycle)也不⼀样。
6. 虚函数必须实现,如果不实现,编译器将报错,错误提⽰为:error LNK****: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscallClassName::virtualFunctionName(void)"7. 对于虚函数来说,⽗类和⼦类都有各⾃的版本。
由多态⽅式调⽤的时候动态绑定。
8. 实现了纯虚函数的⼦类,该纯虚函数在⼦类中就编程了虚函数,⼦类的⼦类即孙⼦类可以覆盖该虚函数,由多态⽅式调⽤的时候动态绑定。
9. 虚函数是C++中⽤于实现多态(polymorphism)的机制。
核⼼理念就是通过基类访问派⽣类定义的函数10. 多态性指相同对象收到不同消息或不同对象收到相同消息时产⽣不同的实现动作。
虚函数是C++中的一个非常重要的概念,它允许我们在派生类中重新定义基类中的函数,从而实现多态性。
在本文中,我们将深入探讨virtual关键字的作用,以及virtual函数和纯虚函数的使用方法。
在C++中,virtual关键字用于声明一个虚函数。
这意味着当派生类对象调用该函数时,将会调用其在派生类中的定义,而不是基类中的定义。
这种行为使得我们能够在派生类中定制化地实现函数的逻辑,从而实现不同对象的不同行为。
对于virtual函数,我们需要注意以下几点:1. 在基类中声明函数时,使用virtual关键字进行声明。
2. 派生类中可以选择性地使用virtual关键字进行重声明,但通常最好也使用virtual,以便明确表明这是一个虚函数。
3. 当使用派生类对象调用虚函数时,将会根据对象的实际类型调用适当的函数实现。
4. 虚函数的实现通过虚函数表(vtable)来实现,这是一张函数指针表,用于存储各个虚函数的位置区域。
除了普通的虚函数外,C++还提供了纯虚函数的概念。
纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它没有函数体,只有声明。
这意味着基类不能直接实例化,只能用作其他类的基类。
纯虚函数通常用于定义一个接口,而具体的实现则留给派生类。
接下来,让我们以一个简单的例子来说明虚函数和纯虚函数的用法。
假设我们有一个基类Shape,它包含一个纯虚函数calcArea用于计算面积。
有两个派生类Circle和Rectangle,它们分别实现了calcArea 函数来计算圆形和矩形的面积。
在这个例子中,我们可以看到基类Shape定义了一个纯虚函数calcArea,它没有函数体。
而派生类Circle和Rectangle分别实现了这个函数来计算不同形状的面积。
当我们使用Shape指针指向Circle或Rectangle对象时,调用calcArea函数将会根据对象的实际类型来调用适当的实现。
除了虚函数和纯虚函数外,C++中还有虚析构函数的概念。
纯虚函数空函数一、纯虚函数纯虚函数是指在基类中声明但没有定义的虚函数,它的作用是为派生类提供一个接口,派生类必须实现这个函数。
纯虚函数的声明语法为:virtual 返回类型函数名(参数列表) =0;其中“=0”表示该函数为纯虚函数。
纯虚函数的特点:1.没有函数体。
在基类中声明但没有提供函数的具体实现,从而使得基类成为了抽象类,不能被实例化。
2.继承。
子类必须实现纯虚函数,否则也将成为抽象类,无法被实例化。
3.多态性。
子类中实现了基类的纯虚函数后,可以通过基类指针调用子类的实现。
1.抽象类。
基类中有至少一个纯虚函数时,该基类就成为了抽象类。
抽象类不能被实例化,只能被其他类继承和实现。
2.接口。
纯虚函数提供了一种接口,规定了子类必须实现的方法。
这种方法被称为“接口”。
让我们创建一个基类Figure,定义一个纯虚函数area(),用于计算图形的面积。
代码如下:class Figure{public:virtual double area() = 0;};class Circle : public Figure{public:Circle(double r){radius = r;}double area(){return 3.1415926 * radius * radius; // 计算圆的面积}private:double radius;};使用上述代码创建一个程序,可以通过基类指针调用子类实现的结果。
代码如下:以上程序会输出圆的面积,结果如下:Circle's area is:314.15926二、空函数空函数是指没有任何实际功能的函数,用于占位或在后续开发中替换为有用的函数。
空函数的定义语法为:void 函数名(){}1.通常没有函数体,函数体中只有一个空语句,表示不需要执行任何操作。
2.占位。
空函数可以用作占位函数来占据函数列表中的某些位置,等待日后补充功能。
3.代码兼容性。
空函数可以提高代码的兼容性,当代码需要调用某个函数时,即使函数还未完成,也可以使用空函数来代替。
纯函数和虚函数
纯函数和虚函数是计算机编程中常用的两种函数。
纯函数指的是没有副作用且输入相同输出也相同的函数,常见的纯函数包括数学函数和字符串处理函数;而虚函数则是面向对象程序设计中的概念,指的是可以被重写的成员函数。
纯函数的特点是输入和输出之间没有任何关联,不会对程序状态进行任何改变,也不会引起任何副作用。
由于纯函数的输出只与输入有关,因此也被称为具有“引用透明性”的函数,方便代码的测试和调试。
虚函数则是一种在面向对象程序设计中特别常见的概念。
它允许派生类重写基类中的函数,在派生类中实现不同的行为。
虚函数的实现方式是使用虚函数表,将函数调用与具体实现分离,提高代码的可维护性和扩展性。
需要注意的是,虚函数和纯函数是不同的概念,虚函数可以是纯虚函数也可以是非纯虚函数,纯函数则不涉及面向对象程序设计的概念。
在编写程序时,需要根据具体应用场景选择使用纯函数或虚函数,以提高程序的效率和可维护性。
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C++之普通成员函数、虚函数以及纯虚函数的区别与⽤法要点普通成员函数是静态编译的,没有运⾏时多态,只会根据指针或引⽤的“字⾯值”类对象,调⽤⾃⼰的普通函数;虚函数为了重载和多态的需要,在基类中定义的,即便定义为空;纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它可以再基类中有定义,且派⽣类必须定义⾃⼰的实现⽅法。
假设我们有三个类Person、Teacher、Student它们之间的关系如下:类的关系图普通成员函数【Demo1】根据这个类图,我们有下⾯的代码实现#ifndef __OBJEDT_H__#define __OBJEDT_H__#include <string>#include <iostream>class Person{public:Person(const string& name, int age) : m_name(name), m_age(age){}void ShowInfo(){cout << "姓名:" << m_name << endl;cout << "年龄:" << m_age << endl;}protected:string m_name; //姓名int m_age; //年龄};class Teacher : public Person{public:Teacher(const string& name, int age, const string& title): Person(name, age), m_title(title){}void ShowInfo(){cout << "姓名:" << m_name << endl;cout << "年龄:" << m_age << endl;cout << "职称:" << m_title << endl;}private:string m_title; //职称};class Student : public Person{public:Student(const string& name, int age, int studyId): Person(name, age), m_studyId(studyId){}void ShowInfo(){cout << "姓名:" << m_name << endl;cout << "年龄:" << m_age << endl;cout << "学号:" << m_studyId << endl;}private:int m_studyId; //学号};#endif //__OBJEDT_H__测试代码:void test(){Person* pPerson = new Person("张三", 22);Teacher* pTeacher = new Teacher("李四", 35, "副教授");Student* pStudent = new Student("王五", 18, 20151653);pPerson->ShowInfo();cout << endl;pTeacher->ShowInfo();cout << endl;pStudent->ShowInfo();cout << endl;delete pPerson;delete pTeacher;delete pStudent;}结果:姓名:张三年龄:22姓名:李四年龄:35职称:副教授姓名:王五年龄:18学号:20151653说明:这⾥的ShowInfo就是⼀个普通的函数。
纯虚函数的作用纯虚函数是一种让子类继承的特殊函数,也叫虚函数。
它们没有函数实现,只有虚函数声明。
纯虚函数可以实现多态性,是对象多态性的基础。
纯虚函数将类绑定到基类,它们之间具有一种特殊的联系,即派生类必须实现所有的虚拟函数。
也就是说,如果一个类有一个或多个纯虚函数,那么该类就是一个抽象类,不能够实例化对象。
另外,如果一个子类是从一个抽象类继承的,则必须实现其父类的所有纯虚函数。
纯虚函数的最大特点是它们可以实现多态性,它通过允许在不同类中实现同一个接口来实现多态性。
这意味着,如果一个类有一个或多个纯虚函数,那么可以使用任何子类来实现这些函数,而不必担心其他的类。
例如,有一个基类Shape,它有一个纯虚函数calculateArea,那么可以使用Rectangle、Triangle和Circle类来实例化对象并实现calculateArea函数,而不必担心与其他类的交互。
多态性可以帮助程序员更好地管理它们的代码。
例如,如果你有一组可以作为参数传递的类型,你可以避免判断类别并实施不同操作的if/else代码,而是使用多态性,只需要一种共同的接口来管理隐藏内部实现细节。
纯虚函数也有一定的局限性,它们不能定义访问修饰符,比如public、protected或private,只有“virtual”和“pure virtual”修饰符。
此外,在抽象类中,只能存在纯虚函数,并且抽象类不能实例化对象,因为它的纯虚函数没有被实现。
总的来说,纯虚函数是一种很实用的特性,有助于提高代码的可扩展性。
它能够实现多态性,帮助我们更好地管理复杂的代码,并避免无用的if/else代码。
但是,它也有一定的局限性,比如不能使用其他访问修饰符,只能在抽象类中使用,并且抽象类不能实例化对象。
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。
虚函数的用法
虚函数是面向对象编程中的一个重要概念。
它允许子类重写父类中的同名函数,以实现多态性。
在C++中,使用关键字"virtual"来声明一个函数为虚函数。
虚函数的使用有以下几个关键点:
1. 多态性:虚函数的主要作用是实现多态性。
当一个指向父类的指针或引用调用一个虚函数时,实际执行的是子类中重写的函数。
这种行为允许在运行时根据对象的实际类型来确定调用的函数。
2. 动态绑定:虚函数的调用是动态绑定的,也就是说在运行时确定具体调用的函数。
与之相反的是静态绑定,它是在编译时确定调用的函数。
动态绑定使得程序具有更大的灵活性和扩展性。
3. 虚函数表:为了实现动态绑定,编译器会为每个包含虚函数的类创建一个虚函数表(vtable)。
虚函数表是一个存储函数指针的数组,每个函数指针指向对应虚函数的实际实现。
每个对象都有一个指向其类的虚函数表的指针,通过这个指针可以实现动态调用。
4. 纯虚函数:有时候父类中的虚函数并不需要有实际的实现,而只
是为了在子类中进行重写。
这种函数被称为纯虚函数,可以通过在函数声明中添加"= 0" 来表示。
包含纯虚函数的类被称为抽象类,它只能作为基类使用,不能被实例化。
综上所述,虚函数是实现多态性的关键机制之一。
通过在父类中声明虚函数并在子类中重写,可以实现基于对象实际类型的动态绑定,提高程序的灵活性和可扩展性。
纯虚函数定义一、纯虚函数的概念纯虚函数是指在基类中定义的没有具体实现的虚函数,它只有函数原型,没有函数体。
纯虚函数的存在是为了让派生类必须实现该函数,从而达到强制规范派生类的目的。
二、纯虚函数的语法形式在C++中,定义纯虚函数需要在函数声明后面加上=0,例如:```virtual void func() = 0;```三、纯虚函数的作用1. 接口规范通过定义纯虚函数,可以规范派生类必须实现该接口,从而达到接口规范的目的。
2. 多态性由于纯虚函数没有实现代码,因此无法在基类中直接调用。
但是,在派生类中必须重写该函数并提供具体实现。
这样一来,在使用多态性时就可以通过基类指针或引用调用派生类对象中重写后的该方法。
3. 抽象基类如果一个类中存在至少一个纯虚函数,则该类被称为抽象基类。
抽象基类不能被直接实例化,只能作为其他派生类的基类使用。
四、如何定义一个含有纯虚函数的抽象基类下面是一个含有纯虚函数的抽象基类的定义示例:```class Shape {public:virtual void draw() = 0;};```该类中只有一个纯虚函数draw(),没有具体实现。
五、如何定义派生类并实现纯虚函数下面是一个派生类的定义示例:```class Circle : public Shape {public:void draw() override {// 具体实现代码}};```在Circle类中,必须重写Shape类中的纯虚函数draw()并提供具体实现。
这样一来,在使用多态性时就可以通过Shape类指针或引用调用Circle对象中重写后的该方法。
六、注意事项1. 纯虚函数不能被直接调用,只能作为接口规范使用。
2. 抽象基类不能被直接实例化,只能作为其他派生类的基类使用。
3. 在派生类中重写纯虚函数时,必须使用override关键字进行标识。
4. 如果一个派生类没有重写其继承自基类的所有纯虚函数,则该派生类也成为抽象基类。
面向对象开发方法包括三部分一、引言面向对象编程是一种广泛使用的编程方法,它将数据和方法组合在一个单元中,称为对象。
这种方法具有封装性、继承性和多态性等特点,可以提高程序的可重用性和可维护性。
本文将介绍面向对象开发方法的三个部分:类设计、继承和多态。
二、类设计1.确定类的属性属性是指一个对象所拥有的数据。
在确定类的属性时,需要考虑以下几个方面:(1)属性类型:属性可以是基本类型(如int、float等)或自定义类型(如字符串、日期等)。
(2)属性范围:属性可以是公共的、私有的或受保护的。
(3)默认值:每个属性都应该有一个默认值,以便在创建对象时初始化。
2.确定类的方法方法是指一个对象所能执行的操作。
在确定类的方法时,需要考虑以下几个方面:(1)方法名称:方法应该具有描述性名称,并且应该符合命名规范。
(2)参数列表:如果方法需要接受参数,则需要定义参数列表。
(3)返回值类型:如果方法需要返回结果,则需要定义返回值类型。
3.编写构造函数构造函数是用于创建对象并初始化其属性的特殊函数。
在编写构造函数时,需要考虑以下几个方面:(1)构造函数名称应该与类名相同。
(2)构造函数可以接受参数,用于初始化对象的属性。
(3)构造函数可以重载,以便支持不同的初始化方式。
三、继承继承是一种面向对象编程中的重要概念,它允许一个类从另一个类中继承属性和方法。
在使用继承时,需要考虑以下几个方面:1.确定父类和子类的关系在确定父类和子类之间的关系时,需要考虑以下几个方面:(1)子类应该是父类的一种特殊情况。
(2)子类应该具有父类的所有属性和方法,并且可以添加自己的属性和方法。
(3)子类可以重写或覆盖父类的方法。
2.使用super关键字super关键字用于在子类中调用父类的属性和方法。
在使用super关键字时,需要考虑以下几个方面:(1)super关键字必须是子类中第一条语句。
(2)使用super关键字调用父类构造函数时,必须在子类构造函数中显式调用。
虚函数和纯虚函数的作用与区别1.虚函数的作用:虚函数是在基类中被声明为虚函数的成员函数,它允许在派生类中进行函数重写,实现运行时多态。
虚函数的作用包括:1)实现运行时多态:由于基类指针可以指向派生类对象,通过调用虚函数,可以根据实际对象类型来确定调用哪个函数,实现动态绑定。
2)代码重用:通过将函数定义在基类中,所有派生类都可以直接继承该函数,避免重复编写相同代码。
2.纯虚函数的作用:纯虚函数是在基类中没有给出实现的虚函数,它的目的是为了定义接口,并强制派生类实现该接口。
纯虚函数的作用包括:1)定义接口:纯虚函数在基类中只有函数的声明,派生类必须实现该纯虚函数来完成基类定义的接口。
2)实现动态绑定:通过将纯虚函数定义为虚函数,可实现基类指针指向派生类对象时,根据对象类型动态绑定相应的函数。
3.区别:1)实现方式:虚函数在基类中有函数的实现,但允许在派生类中进行重写;纯虚函数在基类中只有函数的声明,没有具体的实现。
2)调用方式:虚函数通过基类指针或引用来调用,根据实际对象类型动态绑定相应函数;纯虚函数通过基类指针或引用来调用时,必须在派生类中实现该函数。
3)对派生类的要求:包含纯虚函数的类被称为抽象类,无法实例化对象,只能作为基类使用。
派生类必须实现基类的纯虚函数才能被实例化。
综上所述,虚函数和纯虚函数在实现多态和抽象类方面都有重要作用。
虚函数通过动态绑定机制实现运行时多态和代码重用;纯虚函数则用于定义接口,并要求派生类实现该接口。
虚函数在基类中有实现,在派生类中可以进行重写;而纯虚函数只有声明,在派生类中必须实现。
同时,包含纯虚函数的类无法实例化,只能作为基类使用。
了解虚函数和纯虚函数的作用及区别,有助于我们更好地理解和应用面向对象编程的概念和技术。
纯虚函数和虚函数虚函数和纯虚函数都是面向对象编程语言中重要的概念,它们的应用可以大大提高代码的复用率、可维护性和可扩展性。
下面我们就来分步骤阐述这两种函数的相关知识。
1. 虚函数:虚函数是类中定义的声明为虚函数的成员函数。
它允许在子类中重写它,而且允许在程序运行时根据对象实际类型来调用。
举个例子,假如我们有一个图形类 Shape 和一个子类 Rectangle。
其中 Shape类中有一个虚函数 area(),用于计算图形的面积。
而Rectangle 类中则继承了 Shape 类,并重写了它的 area() 函数,计算长方形的面积。
虚函数的声明方式为:virtual returnType functionName();其中 returnType 表示函数的返回值类型,functionName 表示函数名。
2. 纯虚函数:纯虚函数是将虚函数定义为纯虚函数,即在函数后面加上 = 0. 它的作用是定义接口而不实现接口,在子类中必须被实现才能构造对象,否则会报错。
继续以上面的例子说明,假如我们定义一个含有纯虚函数的 Shape 类,它的 area() 函数就可以定义成纯虚函数,以下面的方式声明:virtual returnType functionName() = 0;此时,Rectangle 类就必须重写 area() 函数,否则编译器将无法通过它的构造函数。
3. 虚函数和纯虚函数的区别:虚函数有默认的实现,而纯虚函数没有默认的实现。
因此,派生类必须实现纯虚函数。
此外,虚函数可以在基类中实现,在派生类中重写,而纯虚函数只能在派生类中实现。
4. 使用场合:虚函数和纯虚函数在实际应用中都有着广泛的应用。
虚函数适合在基类中提供默认实现,而允许在必要时在派生类中被重写。
而纯虚函数适用于需要提供一套公共接口的情况,但是它们的具体实现却在各自的派生类中。
5. 总结:虚函数和纯虚函数是面向对象编程语言中非常重要的概念,它们的应用可以优化代码的结构和可重用性。
纯虚函数 const纯虚函数 const在C++中,虚函数和纯虚函数是面向对象编程中的重要概念。
其中,纯虚函数被称为接口函数,它没有实现,只是定义一个接口,而它的实现由其派生类完成。
而在一些特殊场景中,我们需要在接口函数中加上 const 关键字。
首先,我们需要明确一点,在 C++ 中,将成员函数声明为 const 表示该函数不会修改类的成员变量。
这是因为该函数在执行时将不会显式或隐式地修改任何成员变量。
如果尝试在该函数内部修改成员变量,则编译器会报错。
这种声明方式被称为常量成员函数,它可以被对象和常量对象调用。
接着,我们来看如何在纯虚函数中使用 const。
在声明纯虚函数时,我们可以在函数的最后添加 const 关键字,将它变成一个纯虚的常量成员函数。
举个例子,考虑以下代码:```class Shape {public:virtual double area() const = 0;};```在上述代码中,我们定义了一个抽象类 Shape,它声明了一个纯虚函数 area()。
如果我们给这个函数添加上 const 关键字,代码将变成这样:```class Shape {public:virtual double area() const = 0;};```这个函数变成了一个纯虚的常量成员函数,它被所有派生类继承,且必须被派生类实现。
需要注意的是,派生类在实现这个函数时,也必须使用 const 关键字。
为什么要将接口函数声明为常量成员函数呢?因为常量成员函数可以被常量对象调用,而常量对象是不能修改其成员变量的,因此常量成员函数不能对其进行修改。
这样,在定义一个接口时,我们可以确保该接口不会修改类的状态。
从软件设计原则的角度来看,这是一种“合理性检查”,可以使程序不易出现逻辑错误。
总之,将接口函数声明为纯虚的常量成员函数是一种良好的编程风格。
它可以提高代码的可读性和可维护性,减少程序的逻辑错误,推动代码更加健壮、安全地运行。
虚函数和纯虚函数在面向对象的C++语言中,虚函数(virtual function)是一个非常重要的概念。
因为它充分体现了面向对象思想中的继承和多态性这两大特性,在C++语言里应用极广。
比如在微软的MFC类库中,你会发现很多函数都有virtual关键字,也就是说,它们都是虚函数。
难怪有人甚至称虚函数是C++语言的精髓。
那么,什么是虚函数呢,我们先来看看微软的解释:虚函数是指一个类中你希望重载的成员函数,当你用一个基类指针或引用指向一个继承类对象的时候,你调用一个虚函数,实际调用的是继承类的版本。
——摘自MSDN这个定义说得不是很明白。
MSDN中还给出了一个例子,但是它的例子也并不能很好的说明问题。
我们自己编写这样一个例子:#include "stdio.h"#include "conio.h"class Parent{public:char data[20];void Function1();virtual void Function2(); // 这里声明Function2是虚函数}parent;void Parent::Function1(){printf("This is parent,function1\n");}void Parent::Function2(){printf("This is parent,function2\n");}class Child:public Parent{void Function1();void Function2();} child;void Child::Function1(){printf("This is child,function1\n");void Child::Function2(){printf("This is child,function2\n");}int main(int argc, char* argv[]){Parent *p; // 定义一个基类指针if(_getch()=='c') // 如果输入一个小写字母cp=&child; // 指向继承类对象elsep=&parent; // 否则指向基类对象p->Function1(); // 这里在编译时会直接给出Parent::Function1()的入口地址。
p->Function2(); // 注意这里,执行的是哪一个Function2?return 0;}用任意版本的Visual C++或Borland C++编译并运行,输入一个小写字母c,得到下面的结果:This is parent,function1This is child,function2为什么会有第一行的结果呢?因为我们是用一个Parent类的指针调用函数Fuction1(),虽然实际上这个指针指向的是Child类的对象,但编译器无法知道这一事实(直到运行的时候,程序才可以根据用户的输入判断出指针指向的对象),它只能按照调用Parent类的函数来理解并编译,所以我们看到了第一行的结果。
那么第二行的结果又是怎么回事呢?我们注意到,Function2()函数在基类中被virtual关键字修饰,也就是说,它是一个虚函数。
虚函数最关键的特点是“动态联编”,它可以在运行时判断指针指向的对象,并自动调用相应的函数。
如果我们在运行上面的程序时任意输入一个非c的字符,结果如下:This is parent,function1This is parent,function2请注意看第二行,它的结果出现了变化。
程序中仅仅调用了一个Function2()函数,却可以根据用户的输入自动决定到底调用基类中的Function2还是继承类中的Function2,这就是虚函数的作用。
我们知道,在MFC中,很多类都是需要你继承的,它们的成员函数很多都要重载,比如编写MFC应用程序最常用的CView::OnDraw(CDC*)函数,就必须重载使用。
把它定义为虚函数(实际上,在MFC中OnDraw不仅是虚函数,还是纯虚函数),可以保证时刻调用的是用户自己编写的OnDraw。
虚函数的重要用途在这里可见一斑。
再看下面的-----------------------------------------------------------摘自:C++中虚函数和纯虚函数的概念,差别和分别存在的原因首先: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他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。
对继承的影响:普通的类(没有虚函数,纯虚函数)就可以被继承,而且工作的相当好关于这个问题有以下疑问:纯虚函数难道就是为了实现接口?接口存在的意义?我实在弄不懂,我干嘛要预先定义好?未来的事情本难料就等有一天我的类中需要使用某个函数,在添加一个函数不久可以?关于实例化一个类:有纯虚函数的类是不可能生成类对象的,如果没有纯虚函数则可以。
比如:class CA{public:virtual void fun() = 0; // 说明fun函数为纯虚函数virtual void fun1();};class CB{public:virtual void fun();virtual void fun1();};// CA,CB类的实现...void main(){CA a; // 不允许,因为类CA中有纯虚函数CB b; // 可以,因为类CB中没有纯虚函数...}---------------------------------------------------------------虚函数在多态中间的使用:多态一般就是通过指向基类的指针来实现的。
dog mydogwangwang;mydogwangwang.born();一定是返回“dog”那么horse myhorsepipi;myhorsepipi.born();一定是返回“horse”也是多态呀?/////////////////////////////////////////////////有一点你必须明白,就是用父类的指针在运行时刻来调用子类:例如,有个函数是这样的:void animal::fun1(animal *maybedog_maybehorse){maybedog_maybehorse->born();}参数maybedog_maybehorse在编译时刻并不知道传进来的是dog类还是horse类,所以就把它设定为animal类,具体到运行时决定了才决定用那个函数。
也就是说用父类指针通过虚函数来决定运行时刻到底是谁而指向谁的函数。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////用虚函数#include <iostream.h>class animal{public:animal();~animal();void fun1(animal *maybedog_maybehorse);virtual void born();};void animal::fun1(animal *maybedog_maybehorse){maybedog_maybehorse->born();}animal::animal(){}animal::~animal(){}void animal::born(){cout<< "animal";}class dog: public animal {public:dog();~dog();virtual void born();};dog::dog(){}dog::~dog(){}void dog::born(){cout<<"dog";}class horse:public animal {public:horse();~horse();virtual void born();};horse::horse(){}horse::~horse()}void horse::born(){cout<<"horse";}void main(){animal a;dog b;horse c;a.fun1(&c);}//output: horse///////////////////////////////////////////////////////////////// //不用虚函数#include <iostream.h>class animal{public:animal();~animal();void fun1(animal *maybedog_maybehorse);void born();};void animal::fun1(animal *maybedog_maybehorse){maybedog_maybehorse->born();}animal::animal(){}animal::~animal(){void animal::born(){cout<< "animal";}class dog: public animal {public:dog();~dog();void born();};dog::dog(){}dog::~dog(){}void dog::born(){cout<<"dog";}class horse:public animal {public:horse();~horse();void born();};horse::horse(){}horse::~horse(){}void horse::born(){cout<<"horse";}void main()animal a;dog b;horse c;a.fun1(&c);}output: animal---------------------------------------------------------------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。