C++中基类指针指向派生类对象

在看深入浅出MFC这本书时，谈到了C++中基类指针指向派生类对象的情况. 先说结论：

如果你以一个【基类之指针】指向派生类对象，那么经由该指针(这个基类指针)只能够调用基类中所定义的函数，而不能调用派生类中定义而基类中不存在的函数

我们来看个例子

#include <string.h>
class CEmployee
{
   private:
      char m_name[30];
   public:
      CEmployee();
      CEmployee(const char* em) { strcpy(m_name,em)；}
      float computePay(){return 0.0;}
   
}
class CSales : public CEmployee
{
   private:
       float m_sale;
   public:
       CSales(const char* nm) : CEmployee(nm) {m_sale = 0.0;}
       void setSales(float sale) {m_sale = sale;}
       float computePay(){return 100.00;}
}

// 我们现在来看基类指针
CSales testSale("吴棉"); //派生类对象
CEmployee* pEmployee; //基类指针
CSales* pSale; //派生类指针
pSale = &testSale; //派生类指针指向自己的(派生类)对象
pEmployee = &testSale;  //基类指针指向派生类对象

pEmployee->setSales(300.0);  //这个语句会报错，pEmployee是基类指针，CEmployee中并没有setSales函数
pSale->setSales(300.0); //正确，这里会成功调用CSales的setSales函数

这里要特别注意，也就是说，虽然基类指针pEmployee和派生类指针pSale都指向同一个对象(派生类), 但却因为指针的原始类型不一样而使得两者之间有了差异，我们再看:
pEmployee->computePay(); //调用CEmployee::computePay()
pSale->computePay();//调用CSales::computePay()

这里可以看到，虽然基类指针pEmployee和派生类指针pSale都指向同一个对象(派生类)CSales,但是它们调用的computePay方法时，调用的却是不同的类的方法。到底应该调用哪个函数，必须视指针的原始类型而定，而与指针实际所指的对象无关

结论：

1. 如果你以一个[基类之指针] 指向 [派生类对象]，那么经由该指针你只能调用基类所定义的函数

2. 如果基类和派生类都定义了【相同名称的成员函数】,那么通过对象指针调用该相同名称的成员函数时，到底调的是基类还是派生类中的成员函数，必须由该指针的原始类型决定，而不是由指针实际所指向的对象的类型来定的

显然，现实写代码中经常会出现相反的情况，也就是说我们经常需要一个【基类指针】指向不同的【派生类对象】，但该指针调用的是每个派生类自己的同名函数(这个函数也在基类中存在）

怎么才能实现这个功能么？=》这里就需要用到虚函数了

我们需要把这个方法定义成虚函数，这样，就可以做到【基类指针】指向不同的【派生类对象】时，该基类指针调用的是每个派生类自己的函数，而不是基类中的同名函数

Example:

#include <string.h>

class CEmployee
{
   private:
      char m_name[30];
   public:
      CEmployee();
      CEmployee(const char* em) { strcpy(m_name,em)；}
      virtual float computePay() {return 0.00;}
   
}
class CSales : public CEmployee
{
   private:
       float m_sale;
   public:
       CSales(const char* nm) : CEmployee(nm) {m_sale = 0.0;}
       void setSales(float sale) {m_sale = sale;}
       virtual float computePay(return 100.00);
}

class CManager : public CEmployee
{
    public:
      CManager(const char* nm) : CEmployee(nm) {}
      virtual float computePay(return 300.00);
}

// 我们现在来看基类指针
CSales testSale("吴棉"); //派生类对象
CManager testManager("张三"); // 派生类对象

CEmployee* pEmployee; //基类指针
pEmployee = &testSale;  //基类指针指向派生类对象CSale

pEmployee->computePay(); //调用CSale::computePay(), 这里虽然pEmployee是基类指针，但这里指向的不再是基类CEmployee的函数computePay,而是派生类CSales的函数computePay,原因就是我们把函数computePay定义成了虚函数


pEmployee = &testManager; //基类指针指向派生类对象CManager
pEmployee->computePay();  //调用CManager::computePay(), 这里虽然pEmployee是基类指针，但这里指向的不再是基类CEmployee的函数computePay,而是派生类CManager的函数computePay,原因就是我们把函数computePay定义成了虚函数

上面的代码中，

pEmployee->computePay(); C++编译器在编译时是无法判断它调用的是基类函数还是派生类函数的，必须在运行时才能评估之，这个我们称为后期联编late binding 或者动态联编 dynamic binding
而如果不是虚函数，比如最开始，computePay是non-virtual函数，那么它在编译时期就会转换为一个固定地址的调用了，这个我们称为 前期联编early binding或静态联编satic binding


纯虚函数和抽象类
上面提到了虚函数，我们来看一下

class CShape
{
    public:
        virtual void display() {}
}

这里CShape是个基类，它本身在现实世界中没有实际意义，也不会存在display这个动作。但是为了在它的派生类比如正方形，圆形，长方形等中绘图显示，各个派生类中需要继承实现这个函数，所以我们不得不在基类CShape中加上这么一个虚函数display, 上面，我们把它定义成了一个空函数，什么都不做. 但其实这样是不高明的，因为这个函数根本就不应该被调用(CSharp是个基类，它在现实世界中没有实际意义，也就不会去调用它的display方法)，所以我们最好是根本就不定义它. 但是我们又必须保留一块空间(spaceholder)给它，也就是说不定义但却需要保留一块空间，C++中怎么做到了 =》 纯虚函数， C++提供了所谓的纯虚函数：

class CShape
{
    public:
        virtual void display() = 0； //注意 "=0"
}

纯虚函数不需要定义其实际动作，它的存在只是为了能够在派生类中被重新定义, 只是为了提供一个多态接口。

特别注意： 拥有纯虚函数的类，就是一种抽象类，它是不能够被实例化的(instantiate). 也就是说，你不能根据它产生一个对象 (我们不能说去产生一个形状为 "Shape"的物体)

如果你实例化抽象类，会产生如下错误的编译信息

error: illegal attempt to instantiate abstract class

关于抽象类，有一点要注意：比如现在我们写一个类CCircle, 继承基类(抽象类) CShape, 如果在CCircle中我们没有去改写CShape中的纯虚函数，那么CCircle本身也就成为了一个拥有纯虚函数的类，于是它也成了抽象类

posted on 2024-04-02 17:14 新西兰程序员阅读(287) 评论(0) 编辑收藏举报

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