从零开始的多态

感觉可能会有同学搞混多态这个概念,简洁来说,就是若基类函数使用虚函数(virtual)定义,同时派生类中存在同名函数,则基类指针/引用根据指向的对象类型调用对应的同名函数。

例如,请看以下代码:

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class Base {
public:
    virtual void f() { cout << "Base::f\n"; }
};

class Derived : public Base {
public:
    void f() { cout << "Derived::f\n"; }
};

int main() {
    Base* p = new Derived();
    Base* q = new Base();
    p->f();
    q->f();
}

此时的输出应该为:

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2
Derived::f
Base::f

同时,非虚函数则看指针的静态类型,再看以下代码:

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class A {
private:
    int nVal;

public:
    void Fun() { cout << "A::Fun" << endl; };
    void Do() { cout << "A::Do" << endl; }
};
class B : public A {
public:
    virtual void Do() { cout << "B::Do" << endl; }
};
class C : public B {
public:
    void Do() { cout << "C::Do" << endl; }
    void Fun() { cout << "C::Fun" << endl; }
};
int main() {
    C c;
    B* p = &c;
    p->Fun();
}

此时的输出应该为:

1
A::Fun

因为p只会到A类和B类中找Fun

看上去像多态

描述

根据输出完善程序。

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#include <iostream>
using namespace std;
class B { 
	private: 
		int nBVal; 
	public: 
		void Print() 
		{ cout << "nBVal="<< nBVal << endl; } 
		void Fun() 
		{cout << "B::Fun" << endl; } 
		B ( int n ) { nBVal = n;} 
};
// 在此处补充你的代码
int main() { 
	B * pb; D * pd; 
	D d(4); d.Fun(); 
	pb = new B(2); pd = new D(8); 
	pb -> Fun(); pd->Fun(); 
	pb->Print (); pd->Print (); 
	pb = & d; pb->Fun(); 
	pb->Print(); 
	return 0;
}

输入

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None

输出

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D::Fun
B::Fun
D::Fun
nBVal=2
nBVal=24
nDVal=8
B::Fun
nBVal=12

Solution

标题给了我们一个很好的提示,“看起来是多态”,说明实际上不是多态。

抛开这一点,接着观察原来的代码,需要实现一个类D,而D类对象pd能调用B类的函数,则必然D类是B类的派生类。

需要注意的是,此处由于基类没有虚函数定义,因此不是多态,所以派生类也可以实现自己的同名函数PrintFun,根据指针类型进行判断调用哪个。同时,可以注意到D类的转换构造函数中基类的值是传入的三倍。

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#include <iostream>
using namespace std;
class B {
private:
    int nBVal;

public:
    void Print() { cout << "nBVal=" << nBVal << endl; }
    void Fun() { cout << "B::Fun" << endl; }
    B(int n) { nBVal = n; }
};
class D : public B {
private:
    int nDVal;

public:
    D(int n) : B(3 * n) { nDVal = n; }
    void Fun() { cout << "D::Fun" << endl; }
    void Print() {
        B::Print();
        cout << "nDVal=" << nDVal << endl;
    }
};
int main() {
    B* pb;
    D* pd;
    D d(4);
    d.Fun();
    pb = new B(2);
    pd = new D(8);
    pb->Fun();
    pd->Fun();
    pb->Print();
    pd->Print();
    pb = &d;
    pb->Fun();
    pb->Print();
    system("pause");
    return 0;
}

Fun和Do

描述

根据输出完善程序。

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#include <iostream> 
using namespace std;
class A { 
	private: 
	int nVal; 
	public: 
	void Fun() 
	{ cout << "A::Fun" << endl; }; 
	void Do() 
	{ cout << "A::Do" << endl; } 
}; 
class B:public A { 
	public: 
	virtual void Do() 
	{ cout << "B::Do" << endl;} 
}; 
class C:public B { 
	public: 
	void Do( ) 
	{ cout <<"C::Do"<<endl; } 
	void Fun() 
	{ cout << "C::Fun" << endl; } 
}; 
void Call(
// 在此处补充你的代码
) { 
	p.Fun(); p.Do(); 
} 
int main() { 
	C c; 
	Call( c); 
	return 0;
}

输入

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None

输出

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2
A::Fun
C::Do

Solution

观察给定代码,可以发现B类中的Do是虚函数,因此指向B类的指针或引用根据声明对象的类型调用对应的Do函数。

再看输出,发现Call中传入一个C类型变量c,并且Fun对应的是A::FunDo对应的是C::Do

但是,要输出C::Do,说明Call的参数类型可能是B类引用/C类对象/C类引用,但是后面两者输出的都应是C::Fun,因此此处输入的应该是B &p

注:若有B* p=new C();,要输出A::Do,可以使用p->A::Do();语句,读者可以想想为什么。

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#include <iostream>
using namespace std;
class A {
private:
    int nVal;

public:
    void Fun() { cout << "A::Fun" << endl; };
    void Do() { cout << "A::Do" << endl; }
};
class B : public A {
public:
    virtual void Do() { cout << "B::Do" << endl; }
};
class C : public B {
public:
    void Do() { cout << "C::Do" << endl; }
    void Fun() { cout << "C::Fun" << endl; }
};
void Call(B &p) {
    p.Fun();
    p.Do();
}
int main() {
    C c;
    Call(c);
    return 0;
}

这是什么鬼delete

描述

根据输出完善程序。

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#include <iostream> 
using namespace std;
class A 
{ 
public:
	A() { }
// 在此处补充你的代码
}; 
class B:public A { 
	public: 
	~B() { cout << "destructor B" << endl; } 
}; 
int main() 
{ 
	A * pa; 
	pa = new B; 
	delete pa; 
	return 0;
}

输入

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None

输出

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2
destructor B
destructor A

Solution

阅读代码,发现B类的析构函数比A类的析构函数先调用,这与非虚析构函数的调用顺序相反。 回顾课上讲的,对于虚析构函数的多态情况,先执行派生类的析构函数,再执行基类的虚构函数,以析构干净,因此可以得出A类的析构函数是虚析构函数

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#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
    A() {}
    virtual ~A() { cout << "destructor A" << endl; }
};
class B : public A {
public:
    ~B() { cout << "destructor B" << endl; }
};
int main() {
    A* pa;
    pa = new B;
    delete pa;
    system("pause");
    return 0;
}

怎么又是Fun和Do

描述

根据输出完善程序。

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#include <iostream>
using namespace std;
class A {
	private:
	int nVal;
	public:
	void Fun()
	{ cout << "A::Fun" << endl; };
	virtual void Do()
	{ cout << "A::Do" << endl; }
};
class B:public A {
	public:
	virtual void Do()
	{ cout << "B::Do" << endl;}
};
class C:public B {
	public:
	void Do( )
	{ cout <<"C::Do"<<endl; }
	void Fun()
	{ cout << "C::Fun" << endl; }
};
void Call(
// 在此处补充你的代码
) {
	p->Fun(); p->Do();
}
int main() {
	Call( new A());
	Call( new C());
	return 0;
}

输入

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None

输出

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A::Fun
A::Do
A::Fun
C::Do

Solution

首先由主函数的new可以明确的是,括号里填的是指针。

随后可以观察到,这题与上面不同的点是,ADo也是虚函数。

接着再看输出,传入指向A类对象指针时,输出A::FunA::Do,这说明输入的是A*,因为B*A*之间不存在隐式转换,C*A*也是。

传入指向C类对象指针时,输出A::FunC::Do,前者说明输入的是A*或者B*,否则将会输出C::Fun,后者则说明不了什么。

综上,答案应为A* p

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#include <iostream>
using namespace std;
class A {
private:
    int nVal;

public:
    void Fun() { cout << "A::Fun" << endl; };
    virtual void Do() { cout << "A::Do" << endl; }
};
class B : public A {
public:
    virtual void Do() { cout << "B::Do" << endl; }
};
class C : public B {
public:
    void Do() { cout << "C::Do" << endl; }
    void Fun() { cout << "C::Fun" << endl; }
};
void Call(A *p) {
    p->Fun();
    p->Do();
}
int main() {
    Call(new A());
    Call(new C());
    system("pause");
    return 0;
}
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