面向对象的三大特性
- 一、封装性
- 1. 封装性的意义
- 1.1 表现事物
- 1.2 权限控制
- 1.3 成员属性设置为私有
- 2. 封装性的衍生知识
- 2.1 struct和class区别
- 2.2 友元
- 2.2.1 全局函数做友元
- 2.2.2 类做友元
- 2.2.3 成员函数做友元
- 二、继承性
- 1. 继承的语法
- 2. 继承方式
- 3. 继承中的对象模型
- 3.1 说明
- 3.2 验证
- 4. 继承同名成员处理方式
- 4.1 同名属性
- 4.2 同名函数
- 4.2.1 参数相同
- 4.2.2 参数不同
- 4. 继承同名静态成员处理方式
- 5. 继承中构造和析构顺序
- 5.1 顺序说明
- 5.2 个人理解
- 6. 多继承语法
- 7. 菱形继承
- 7.1 菱形继承的概念
- 7.2 菱形继承的问题与解决
- 7.2.1 二义性
- 7.2.2 资源浪费
- 7.3 虚继承解决菱形继承问题的原理
- 8. Java和C++在继承性方面易混淆的区别
- 三、多态性
- 1. 多态的介绍
- 2. 多态的实现
- 2.1 失败的多态
- 2.2 成功的多态
- 2.3 个人理解
- 3. 纯虚函数和抽象类
- 3.1 纯虚函数语法
- 3.2 抽象类
- 4. 虚析构和纯虚析构
- 4.1 虚析构和纯虚析构语法
- 4.2 虚析构和纯虚析构异同
- 4.3 代码示例
- 4.4 个人理解
- 4.4.1 父类未使用虚析构函数
- 4.4.2 父类使用虚析构函数
C++认为万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为。例如：人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…；车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…,行为有载人、放音乐、放空调…。
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类。
C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态。
一、封装性
1. 封装性的意义
封装是C++面向对象三大特性之一。封装性的存在主要有两大意义：①将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物；②将属性和行为加以权限控制。
1.1 表现事物
C++中封装性的声明语法如下：
class 类名{
访问权限：
属性 / 行为
}
举例：设计圆类，求圆的周长
//圆周率
const double PI = 3.14;
//1、封装的意义
//将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物
//封装一个圆类，求圆的周长
//class代表设计一个类，后面跟着的是类名
class Circle
{
public: //访问权限 公共的权限
//属性
int m_r;//半径
//行为
//获取到圆的周长
double calculateZC()
{
//2 * pi * r
//获取圆的周长
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main() {
//通过圆类，创建圆的对象
// c1就是一个具体的圆
Circle c1;
c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作
//2 * pi * 10 = = 62.8
cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;
system("pause");
return 0;
}
1.2 权限控制
类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制。访问权限有三种：public（公共权限 ）、protected（保护权限）、private（私有权限）。三种权限的控制规则如下：
- 公共权限public： 类内可以访问 类外可以访问
- 保护权限protected：类内可以访问，类外除子类不可以访问
- 私有权限private： 类内可以访问，类外不可以访问
举例：
//三种权限
//公共权限 public 类内可以访问 类外可以访问
//保护权限 protected 类内可以访问 类外不可以访问
//私有权限 private 类内可以访问 类外不可以访问
class Person
{
//姓名 公共权限
public:
string m_Name;
//汽车 保护权限
protected:
string m_Car;
//银行卡密码 私有权限
private:
int m_Password;
public:
void func()
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main() {
Person p;
p.m_Name = "李四";
//p.m_Car = "奔驰"; //保护权限类外访问不到
//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到
system("pause");
return 0;
}
1.3 成员属性设置为私有
我们设计类时，可以将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限。对于写权限，我们可以检测数据的有效性。
class Person {
public:
//姓名设置可读可写
void setName(string name) {
m_Name = name;
}
string getName()
{
return m_Name;
}
//获取年龄
int getAge() {
return m_Age;
}
//设置年龄
void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 150) {
cout << "你个老妖精!" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
//情人设置为只写
void setLover(string lover) {
m_Lover = lover;
}
private:
string m_Name; //可读可写 姓名
int m_Age; //只读 年龄
string m_Lover; //只写 情人
};
int main() {
Person p;
//姓名设置
p.setName("张三");
cout << "姓名： " << p.getName() << endl;
//年龄设置
p.setAge(50);
cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;
//情人设置
p.setLover("苍井");
//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl; //只写属性，不可以读取
system("pause");
return 0;
}
2. 封装性的衍生知识
2.1 struct和class区别
在C++中，struct和class唯一的区别就在于默认的访问权限不同：struct默认权限为公共，class默认权限为私有。
2.2 友元
生活中你的家有客厅(Public)，有你的卧室(Private)。客厅所有来的客人都可以进去，但是你的卧室是私有的，也就是说只有你能进去。但是呢，你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。
在程序里，有些私有属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问，就需要用到友元的技术。换句话说，友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员。友元的关键字为friend。
友元的一共有三种实现：① 全局函数做友元 ②类做友元 ③成员函数做友元。
2.2.1 全局函数做友元
class Building
{
//告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友，可以访问类中的私有内容
friend void goodGay(Building * building);
public:
Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom; //卧室
};
void goodGay(Building * building)
{
cout << "好基友正在访问： " << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问： " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
Building b;
goodGay(&b);
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
2.2.2 类做友元
class Building;
class goodGay
{
public:
goodGay();
void visit();
private:
Building *building;
};
class Building
{
//告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友，可以访问到Building类中私有内容
friend class goodGay;
public:
Building();
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
2.2.3 成员函数做友元
class Building;
class goodGay
{
public:
goodGay();
void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友，可以发访问Building中私有内容
void visit2();
private:
Building *building;
};
class Building
{
//告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友，可以访问私有内容
friend void goodGay::visit();
public:
Building();
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void goodGay::visit2()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
//cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
二、继承性
继承是面向对象三大特性之一。有些类与类之间存在特殊的关系，例如下图：
我们发现，定义这些类时，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。这个时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码。
1. 继承的语法
class A : public B;
上述代码中，A类称为子类或派生类；B类称为父类或基类。
派生类中的成员，包含两大部分： 一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。
从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。
2. 继承方式
继承方式一共有三种，分别是公共继承、保护继承、私有继承。三种方式的区别如下图所示：
注意，这里的不可访问只是因为权限设置无法直接调用私有成员（包括属性和方法）进行访问，但是实际上子类也继承了父类的私有成员，可以通过其他方式进行访问。这点后面会陆续说到。
class Base1
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
//公共继承
class Son1 :public Base1
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 public权限
m_B; //可访问 protected权限
//m_C; //不可访问
}
};
void myClass()
{
Son1 s1;
s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
}
//保护继承
class Base2
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son2:protected Base2
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 protected权限
m_B; //可访问 protected权限
//m_C; //不可访问
}
};
void myClass2()
{
Son2 s;
//s.m_A; //不可访问
}
//私有继承
class Base3
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 private权限
m_B; //可访问 private权限
//m_C; //不可访问
}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
void func()
{
//Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
//m_A;
//m_B;
//m_C;
}
};
3. 继承中的对象模型
3.1 说明
子类中私有成员只是被隐藏了，无法直接访问到，但是还是会继承下去。
3.2 验证
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01()
{
cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
利用【开发人员命令提示符工具】查看：打开工具窗口后，定位到当前C++文件的盘符，输入：
cl /d1 reportSingleClassLayout查看的类名 所属文件名
即可查看所需要查看类的内部数据，效果图如下：
4. 继承同名成员处理方式
4.1 同名属性
当子类定义了与父类同名的属性以后，子类会将父类的同名属性进行隐藏。此时直接访问同名属性时，调用的是子类定义的同名属性。
在子类内部，可以通过属性名或子类::属性名的方式对只属于子类的同名属性进行调用；可以通过父类::属性名的方式对从父类继承下来的属于子类的同名属性进行调用。
在子类外部，可以可以通过子类对象.属性名或子类对象.子类::属性名的方式对只属于子类的同名属性进行调用；可以通过子类对象.父类::属性名的方式对从父类继承下来的属于子类的同名属性进行调用。
class Base
{
public:
int m_A = 10;
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:
int m_A = 100;
public:
void print_info() {
//子类内
cout << Base::m_A << endl;
cout << Son::m_A << endl;
cout << m_A << endl;
}
};
void test01()
{
Son s;
s.print_info();
//子类外
cout << s.Base::m_A << endl;
cout << s.Son::m_A << endl;
cout << s.m_A << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.2 同名函数
当子类定义了与父类同名的函数以后，子类会将父类的同名函数性进行隐藏。细分来说，可以再分为两种情况进行讨论：① 父类中，与子类的同名函数参数和子类相同；②父类中，与子类同名的函数参数和子类不同。
4.2.1 参数相同
在子类内部，可以通过函数名或子类::函数名的方式对只属于子类的同名函数进行调用；可以通过父类::函数性名的方式对从父类继承下来的属于子类的同名函数进行调用。
在子类外部，可以通过子类对象.函数名或子类对象.子类::函数名的方式对只属于子类的同名函数进行调用；可以通过子类对象.父类::属性名的方式对从父类继承下来的属于子类的同名函数进行调用。
class Base
{
public:
void print_str() {
cout << "str1" << endl;
}
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:
void print_str() {
cout << "str2" << endl;
}
void print_info() {
//子类内
Base::print_str();
Son::print_str();
print_str();
}
};
void test01()
{
Son s;
s.print_info();
cout << "-----------------------"<< endl;
//子类外
s.Base::print_str();
s.Son::print_str();
s.print_str();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.2.2 参数不同
在子类内部，由于子类的同名函数把父类所有名称相同的函数，都进行了隐藏，因此，无法通过函数名(参数)的方式对子类的继承的不同参数的同名函数进行调用；可以通过父类::函数名(参数)的方式对从父类继承下来的属于子类的同名函数进行调用。
在子类外部，也同样无法通过子类对象.函数名(参数)的方式对子类的继承的不同参数的同名函数进行调用，只能通过子类对象.父类::函数名(参数)的方式进行调用。
class Base
{
public:
void print_str() {
cout << "str1" << endl;
}
void print_str(string& str) {
cout << str << endl;
}
};
//公共继承
class Base
{
public:
void print_str() {
cout << "str1" << endl;
}
void print_str(string& str) {
cout << str << endl;
}
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:
void print_str() {
cout << "str2" << endl;
}
void print_info() {
string name = "jerry";
//子类内
//失败
//print_str(name);
Base::print_str(name);
}
};
void test01()
{
Son s;
s.print_info();
cout << "-----------------------" << endl;
//子类外
string str = "hello";
//失败
//s.print_str(str);
s.Base::print_str(str);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4. 继承同名静态成员处理方式
静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致，只不过有两种访问的方式：通过对象和通过类名。
class Base {
public:
static void func()
{
cout << "Base - static void func()" << endl;
}
static void func(int a)
{
cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
}
static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
class Son : public Base {
public:
static void func()
{
cout << "Son - static void func()" << endl;
}
static int m_A;
static void call_static() {
cout << "Son 下 m_A = " << m_A << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl;
cout << "Base 下 m_A = " << Base::m_A << endl;
Son::func();
Son::Son::func();
Son::Base::func();
Son::Base::func(100);
}
};
int Son::m_A = 200;
//同名成员属性
void test01()
{
//通过对象访问
cout << "通过对象访问： " << endl;
Son s;
cout << "Son 下 m_A = " << s.m_A << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << s.Son::m_A << endl;
cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;
//通过类名访问
cout << "通过类名访问： " << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << Son::Son::m_A << endl;
cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名成员函数
void test02()
{
//通过对象访问
cout << "通过对象访问： " << endl;
Son s;
s.func();
s.Son::func();
s.Base::func();
cout << "通过类名访问： " << endl;
Son::func();
Son::Son::func();
Son::Base::func();
//出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问
Son::Base::func(100);
}
//子类中访问
void test3()
{
Son::call_static();
}
int main() {
test01();
test02();
test3();
system("pause");
return 0;
}
5. 继承中构造和析构顺序
5.1 顺序说明
子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数。构造函数的调用顺序为：先调用父类构造函数，再调用子类构造函数。析构函数的调用顺序为：先调用子类析构函数，再调用父类析构函数。
class Base
{
public:
Base()
{
cout << "Base构造函数!" << endl;
}
~Base()
{
cout << "Base析构函数!" << endl;
}
};
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
cout << "Son构造函数!" << endl;
}
~Son()
{
cout << "Son析构函数!" << endl;
}
};
void test01()
{
//继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反
Son s;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.2 个人理解
c++创建一个子类对象时会调用父类的构造函数，但不会创建另外一个父类对象，只是初始化子类中属于父类的成员。
创建一个对象的时候，发生了两件事情，一是分配对象所需的内存，二是调用构造函数进行初始化。子类对象包含从父类对象继承过来的成员，实现上来说，一般也是子类的内存区域中有一部分就是父类的内存区域。调用父类构造函数的时候，这块父类对象的内存区域就被初始化了。为了避免未初始化的问题，语法强制子类调用父类构造函数。
6. 多继承语法
C++允许一个类继承多个类，语法如下：
class 子类 ：继承方式 父类1 ， 继承方式 父类2...
但是，多继承可能会引发父类中有同名成员出现，此时子类在使用时，需要加作用域区分。C++实际开发中不建议用多继承。
class Base1 {
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
public:
int m_A;
};
class Base2 {
public:
Base2()
{
m_A = 200; //开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确
}
public:
int m_A;
};
//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2
class Son : public Base2, public Base1
{
public:
Son()
{
m_C = 300;
m_D = 400;
}
public:
int m_C;
int m_D;
};
//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{
Son s;
cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
cout << s.Base1::m_A << endl;
cout << s.Base2::m_A << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
7. 菱形继承
7.1 菱形继承的概念
菱形继承：两个派生类继承同一个基类，某个类同时继承者两个派生类，这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承。
7.2 菱形继承的问题与解决
7.2.1 二义性
- 问题：羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。
- 解决方式：通过使用作用域对数据进行区分。
class Animal
{
public:
int m_Age;
};
class Sheep : public Animal {};
class Tuo : public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};
void test01()
{
SheepTuo st;
st.Sheep::m_Age = 100;
st.Tuo::m_Age = 200;
cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
7.2.2 资源浪费
- 问题：草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。
- 解决方式：通过使用虚继承的方式可以解决此问题。让羊和驼都以虚继承的方式来继承动物类，羊驼以正常的继承方式继承羊类和驼类。此时，动物类成为虚基类。虚继承同样可以解决二义性的问题。
class Animal
{
public:
int m_Age;
};
//继承前加virtual关键字后，变为虚继承
//此时公共的父类Animal称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};
void test01()
{
SheepTuo st;
st.Sheep::m_Age = 100;
st.Tuo::m_Age = 200;
cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;
cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
7.3 虚继承解决菱形继承问题的原理
采用正常的继承方式，羊驼类内的结构如图，可以看到羊驼类中有两份m_Age数据，一份来源于羊类，一份来源于驼类。
采用虚继承的方式，羊驼类内的结构如图，可以发现，此时羊驼类内部只有一个m_Age数据，从羊类和驼类中继承的都是vbptr。vbptr是Vitrual Base Pointer，即虚基类指针的意思，这个指针会指向羊驼类中各自的vbtable。vbtable是Virtual Base Table，即虚基类表格的意思，该表格记录了偏移量。vbptr所在的位置+vbtable中的偏移量=实际存放值的位置，下图中羊类的vbptr位置为4，羊类的vbtable记录的偏移量为8，0+8=8，8就是m_Age的位置。
可以看出，此时羊驼类中只有一个m_Age。无论通过何种方式访问m_Age，都是在访问同一个数据。由此，也就解决了菱形继承带来的二义性和资源浪费的问题。
8. Java和C++在继承性方面易混淆的区别
| Java | C++ |
|---|---|
| Java中只有一种继承方式 | C++中有三种继承方式 |
| Java中子类会重写父类中同名同参数的方法，而与父类中同名不同参数的方法是重载的关系 | C++中会隐藏父类中所有同名方法（不管参数相同不相同） |
三、多态性
多态是C++面向对象三大特性之一。
1. 多态的介绍
C++中的多态分为两类：
- 静态多态: 函数重载和运算符重载属于静态多态，复用函数名。
- 动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态。
静态多态和动态多态区别：
- 静态多态的函数地址早绑定：编译阶段确定函数地址。
- 动态多态的函数地址晚绑定：运行阶段确定函数地址。
动态多态的本质是父类指针或引用指向子类对象。本部分所介绍的多态，指的都是动态多态。因此，为了方便起见，下文只要说到多态的地方，都代表动态多态。
2. 多态的实现
如果想要实现多态，必须要满足以下两个条件：
- 两个类有继承关系
- 子类重写父类中的虚函数
重写和重载是两种概念：
- 重写：函数返回值类型、函数名、参数列表完全一致称为重写
- 重载：函数的参数名相同，而参数列表不同
2.1 失败的多态
class Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
void DoSpeak(Animal& animal)
{
animal.speak();
}
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat);
Dog dog;
DoSpeak(dog);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
此时，屏幕输出的都是【动物在说话】，并没有真正的实现多态。这是因为DoSpeak属于地址早绑定，该函数在编译时已经确定了函数的地址。
2.2 成功的多态
class Animal
{
public:
virtual void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()//也可以加上virtual关键字，不加也没事
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()//也可以加上virtual关键字，不加也没事
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
void DoSpeak(Animal& animal)
{
animal.speak();
}
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat);
Dog dog;
DoSpeak(dog);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
此时，屏幕输出的是【小猫在说话】和【小狗在说话】，实现了真正的实现多态。那么为什么函数定义为虚函数就可以实现多态性呢？
- 当函数只是普通的函数时，类中并不存储该函数。
- 当函数是虚函数时，类中会存储一个vfptr（Virtual Function Pointer），即虚函数（表）指针，该指针会指向vftable（Virtual Function Table）虚函数表，表中会记录虚函数的地址
&类名::函数（在上述例子中就是&Animal::speak）。 - 子类继承该类但并未重写虚方法时，子类也会有一个和父类完全相同的vfptr和vftable。
- 子类继承该类并重写虚方法以后，子类会将虚函数表内部存放的地址进行替换，替换成子类的虚函数地址（在上述例子中就是
&Cat::speak）。 - 当父类的指针或引用指向子类对象的时候，就会去子类对象的虚函数表中找对应的函数，也就发生了多态。
2.3 个人理解
- 发生多态，最核心的原因就是地址的晚绑定，即在运行阶段才能真正的确定函数的地址。
- 在未采用虚函数时，类中不会存放函数的地址，函数的地址是类外的某个具体内存。此时函数地址的确认不依赖于具体的对象，因此直接能够在编译阶段完成函数地址的确认，所以无法发生多态。
- 采用虚函数以后，类中会存放函数的地址指针，地址指针指向虚函数表，虚函数表指向真正运行的函数地址。此时，函数地址的确认要依赖于具体的对象，所以无法在编译阶段完成函数地址的确认，必须要在运行时，根据具体指向的对象找到函数的地址，进行调用，因此才能实现多态。
3. 纯虚函数和抽象类
在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容，因此可以将虚函数改为纯虚函数。
3.1 纯虚函数语法
virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0 ;
3.2 抽象类
当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类。抽象类具有以下特点：
- 无法实例化对象。
- 子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类。
class Base
{
public:
//纯虚函数
//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
//抽象类无法实例化对象
//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
public:
virtual void func()
{
cout << "func调用" << endl;
};
};
void test01()
{
Base * base = NULL;
//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
base = new Son;
base->func();
delete base;//记得销毁
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4. 虚析构和纯虚析构
多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码，此时，就需要将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构。
4.1 虚析构和纯虚析构语法
虚析构语法：
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法：
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}//纯虚析构需要实现
4.2 虚析构和纯虚析构异同
虚析构和纯虚析构共性：
- 可以解决父类指针释放子类对象。
- 都需要有具体的函数实现。
虚析构和纯虚析构区别：
- 如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象。
4.3 代码示例
class Animal {
public:
Animal()
{
cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
}
virtual void Speak() = 0;
//析构函数加上virtual关键字，变成虚析构函数
//virtual ~Animal()
//{
// cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;
//}
virtual ~Animal() = 0;
};
Animal::~Animal()
{
cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
}
//和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。
class Cat : public Animal {
public:
Cat(string name)
{
cout << "Cat构造函数调用！" << endl;
m_Name = new string(name);
}
virtual void Speak()
{
cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;
}
~Cat()
{
cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
if (this->m_Name != NULL) {
delete m_Name;
m_Name = NULL;
}
}
public:
string *m_Name;
};
void test01()
{
Animal *animal = new Cat("Tom");
animal->Speak();
//通过父类指针去释放，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏
//怎么解决？给基类增加一个虚析构函数
//虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
delete animal;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.4 个人理解
4.4.1 父类未使用虚析构函数
如果在父类没有使用虚析构函数的时候对父类指针进行了释放，那么会调用父类的析构函数（早绑定），此时子类的空间会被释放（地址指向的就是子类的地址），但不会调用子类的析构函数。在释放子类的空间时，指针自身并不关心它所指向的对象有哪些成员变量，因此子类的成员变量也会被一并释放。然而，如果这个子类有任何动态分配的内存（例如使用 new 创建的数组或者其他对象），那么这些动态分配的内存会在子类对象被释放时不会被自动回收，最终会造成内存泄漏。
4.4.2 父类使用虚析构函数
如果在父类使用虚析构函数的时候对父类指针进行了释放，那么会调用子类的析构函数（晚绑定），此时子类的空间会被释放，如果这个子类有任何动态分配的内存，我们可以在子类空间中人为进行释放来避免内存泄露。
