author:&Calton
tag:C++
topic:【C++】多态案例— —计算器类
website:黑马程序员C++
date:2023年7月23日
目录
多态概要
案例实现
原理剖析
多态概要
多态是C++三大特性之一(封装、继承、多态),分为静态多态(函数、运算符重载)和动态多态(派生类和虚函数运行时多态)
多态语法:
①父类成员函数加上关键字virtual修饰为虚函数,子类继承并重写该函数(返回值、函数名、参数都相同)
②用父类指针定义或引用子类对象
多态的优点:
①结构清晰
②便于维护和修改
③方便扩展而不修改主体
案例实现
源代码:
#include <iostream>
using namespace std;
/*
多态使用语法:
①父类成员函数加上关键字virtual修饰为虚函数,子类继承并重写该函数(返回值、函数名、参数都相同)
②用父类指针定义或引用子类对象
*/
//抽象计算器
class AbstractCalculator
{
public:
int m_a;
int m_b;
virtual int calculate(AbstractCalculator& Caculator) //虚函数,为多态做准备
{
return 0;
}
};
//加法计算器
class AddCalculator:public AbstractCalculator
{
public:
int calculate(AbstractCalculator &Caculator) //重写父类函数
{
return m_a + m_b;
}
};
//减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int calculate(AbstractCalculator& Caculator) //重写父类函数
{
return m_a - m_b;
}
};
//乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int calculate(AbstractCalculator& Caculator) //重写父类函数
{
return m_a * m_b;
}
};
//除法计算器
class DivCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int calculate(AbstractCalculator& Caculator) //重写父类函数
{
return m_a / m_b;
}
};
//加法运算
void test01()
{
AddCalculator c1; //定义子类对象
c1.m_a = 10;
c1.m_b = 10;
cout << c1.m_a << "+" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl; //调用的calculate函数要求传入父类对象,但传入的是子类,即用父类指针定义或引用子类对象
}
/*
如果使用指针: AbstractCalculator* c1 = new AddCalculator;
函数不用参数,直接调用c1.calculate
*/
//减法运算
void test02()
{
SubCalculator c1;
c1.m_a = 10;
c1.m_b = 10;
cout << c1.m_a << "-" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl; //用父类指针定义或引用子类对象
}
//乘法运算
void test03()
{
MulCalculator c1;
c1.m_a = 10;
c1.m_b = 10;
cout << c1.m_a << "*" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl; //用父类指针定义或引用子类对象
}
//除法运算
void test04()
{
DivCalculator c1;
c1.m_a = 10;
c1.m_b = 10;
cout << c1.m_a << "/" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl; //用父类指针定义或引用子类对象
}
int main()
{
test01();
test02();
test03();
test04();
return 0;
}
运行结果:
原理剖析
父类AbstractCalculator内部结构
virtual修饰前:
virtual修饰后:
子类AddCalculator内部结构
vfptr : virtual function pointer 虚函数指针
vftable : virtual function table 虚函数表
父类使用virtual关键词修饰,使用虚函数后内部结构多了一个虚函数指针,使得地址晚绑定,运行阶段确定函数地址(根据子类对象相应地指向该子类的成员重写函数)
此例讲得不是特别好用于解释虚函数指针的作用和体现区别,因为受到同名函数子类成员函数覆盖父类的问题,读者可以另外设计程序实现。
欢迎指正与分享,谢谢!