17、虚函数实现动态多态的原理、虚函数与纯虚函数的区别
时间: 2024-06-01 07:09:32 浏览: 19
虚函数实现动态多态的原理是利用对象的动态绑定机制,即在程序运行时根据对象的实际类型确定调用的函数。虚函数是通过在基类中声明虚函数,在派生类中重写虚函数来实现的。在运行时,如果对象类型为派生类,则调用派生类中的虚函数,如果对象类型为基类,则调用基类中的虚函数。
虚函数与纯虚函数的区别在于,虚函数有函数体而纯虚函数没有函数体。虚函数可以在基类中实现函数体,也可以在派生类中实现函数体,但纯虚函数必须在派生类中实现函数体。纯虚函数用来定义接口,强制要求派生类实现该函数,而虚函数可以有默认实现。
相关问题
动态多态与纯虚函数的关系
动态多态和纯虚函数是密切相关的概念。在C++中,如果一个类中存在虚函数,那么通常情况下都应该将析构函数声明为虚函数,以保证在使用基类指针或引用删除派生类对象时,能够正确调用派生类的析构函数,避免内存泄漏。
而纯虚函数则是一种特殊的虚函数,它没有函数体,只有函数声明。在一个类中声明纯虚函数,就意味着这个类是抽象类,不能被实例化。派生类必须重写该纯虚函数,才能进行实例化。
在使用纯虚函数时,通常会将它定义为虚函数,以实现动态多态。在程序运行时,根据对象的实际类型来确定调用哪个方法。如果一个类中存在纯虚函数,那么它就是一个抽象类,不能被实例化,只有继承它的派生类才能被实例化,派生类必须重写该纯虚函数,才能进行实例化。
因此,动态多态和纯虚函数是紧密相关的概念,纯虚函数可以实现多态性,而动态多态则是通过虚函数和继承来实现的。
从点到圆再到圆柱的继承用虚函数实现多态
对于从点到圆再到圆柱的继承关系,我们可以使用虚函数来实现多态性。首先,定义一个基类`Shape`,它包含一个纯虚函数`calculateArea()`用来计算形状的面积。然后,派生出子类`Point`、`Circle`和`Cylinder`,分别表示点、圆和圆柱。
在基类`Shape`中,我们可以声明纯虚函数`calculateArea()`,并在派生类中进行重写。这样,每个派生类都必须实现自己的`calculateArea()`函数,从而实现了多态性。例如,`Point`类中的`calculateArea()`函数返回0,因为一个点没有面积;`Circle`类中的`calculateArea()`函数返回圆的面积;`Cylinder`类中的`calculateArea()`函数返回圆柱的表面积。
以下是一个示例代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
class Shape {
public:
virtual double calculateArea() const = 0;
};
class Point : public Shape {
public:
double calculateArea() const override {
return 0.0;
}
};
class Circle : public Shape {
private:
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
double calculateArea() const override {
return M_PI * radius * radius;
}
};
class Cylinder : public Circle {
private:
double height;
public:
Cylinder(double r, double h) : Circle(r), height(h) {}
double calculateArea() const override {
return 2 * Circle::calculateArea() + 2 * M_PI * radius * height;
}
};
int main() {
Point p;
Circle c(5);
Cylinder cy(5, 10);
std::cout << "Area of Point: " << p.calculateArea() << std::endl;
std::cout << "Area of Circle: " << c.calculateArea() << std::endl;
std::cout << "Surface Area of Cylinder: " << cy.calculateArea() << std::endl;
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们首先定义了一个基类`Shape`,它包含一个纯虚函数`calculateArea()`。然后,派生出子类`Point`、`Circle`和`Cylinder`,并在每个派生类中实现了自己的`calculateArea()`函数。
在`main()`函数中,我们创建了一个`Point`对象`p`、一个`Circle`对象`c`和一个`Cylinder`对象`cy`。通过调用各自的`calculateArea()`函数,我们可以得到它们的面积。输出结果为:
```
Area of Point: 0
Area of Circle: 78.5398
Surface Area of Cylinder: 439.823
```
这样我们就实现了从点到圆再到圆柱的继承,并使用虚函数实现了多态性。