Detaillierte Erklärung der virtuellen C++-Funktionen: Lösung des Rätsels des polymorphen Mechanismus

Virtuelle C++-Funktionen sind der Schlüssel zum Erreichen von Polymorphismus, der es abgeleiteten Klassen ermöglicht, das Verhalten von übergeordneten Klassen zu überschreiben: als virtuelle Funktionen deklariert und in abgeleiteten Klassen angezeigt. Beim Aufruf löst der Compiler dynamisch die richtige Funktionsversion basierend auf dem Objekttyp auf. Reine virtuelle Funktionen zwingen abgeleitete Klassen dazu, ihre eigene Implementierung bereitzustellen, um Polymorphismus zu erreichen. Abgeleitete Klassen überschreiben die virtuellen Funktionen der Basisklasse, um unterschiedliche Verhaltensweisen zu implementieren.

Detaillierte Erklärung der virtuellen C++-Funktionen: Lösung des Rätsels des Polymorphismusmechanismus

Einführung
Polymorphismus ist der Eckpfeiler der objektorientierten Programmierung, die es ermöglicht, Objekte mit derselben übergeordneten Klasse auf unterschiedliche Weise zu verarbeiten . Polymorphismus wird in C++ hauptsächlich durch virtuelle Funktionen implementiert. Dieser Artikel befasst sich mit virtuellen Funktionen und entmystifiziert den polymorphen Mechanismus.

Das Wesen virtueller Funktionen
Eine virtuelle Funktion ist ein besonderer Typ einer Mitgliedsfunktion, die als virtuelle Funktion deklariert wird und in einem Objekt einer abgeleiteten Klasse erscheint. Wenn eine virtuelle Funktion aufgerufen wird, löst der Compiler zur Laufzeit basierend auf dem tatsächlichen Typ des Objekts dynamisch die richtige Funktionsversion auf. Mit dieser Funktion können abgeleitete Klassen das Verhalten der übergeordneten Klasse überschreiben und so Polymorphismus erreichen.

Syntax
Die Deklarationssyntax einer virtuellen Funktion lautet wie folgt:

virtual 返回值类型 函数名(参数列表);

Zum Beispiel:

class Shape {
public:
    virtual double面积() const = 0; // 纯虚函数
};

Reine virtuelle Funktion
Eine rein virtuelle Funktion ist eine spezielle virtuelle Funktion, die keinen Funktionskörper hat und implementiert werden muss in einer abgeleiteten Klasse. Es zwingt abgeleitete Klassen, ihre eigene Implementierung bereitzustellen, und erzwingt so Polymorphismus.

Fall
Um die praktische Anwendung virtueller Funktionen zu zeigen, betrachten wir eine abstrakte Formklasse Shape und ihre beiden abgeleiteten Klassen Circle und Rectangle code>: <code>Shape 和其两个派生类 Circle 和 Rectangle：

class Shape {
public:
    virtual double面积() const = 0; // 纯虚函数
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(double radius) : _radius(radius) {}
    double面积() const override { return M_PI * _radius * _radius; }
private:
    double _radius;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(double width, double height) : _width(width), _height(height) {}
    double面积() const override { return _width * _height; }
private:
    double _width, _height;
};

int main() {
    Shape* circle = new Circle(5.0);
    Shape* rectangle = new Rectangle(10.0, 5.0);

    // 父类指针指向不同的派生类对象，但调用正确的面积函数版本
    double areaCircle = circle->面积();
    double areaRectangle = rectangle->面积();

    std::cout << "圆的面积：" << areaCircle << std::endl;
    std::cout << "矩形的面积：" << areaRectangle << std::endl;

    return 0;
}

在这个例子中，Shape 类声明了一个纯虚函数 面积()。派生类 Circle 和 Rectangle 分别覆盖了该函数，实现了各自的面积计算。在 main 函数中，通过父类指针访问派生类对象，并调用 面积()rrreee

In diesem Beispiel deklariert die Klasse Shape eine rein virtuelle Funktion Area(). Die abgeleiteten Klassen Circle und Rectangle decken diese Funktion jeweils ab und implementieren ihre jeweiligen Flächenberechnungen. In der Funktion main wird über den übergeordneten Klassenzeiger auf das abgeleitete Klassenobjekt zugegriffen und die Funktion area() aufgerufen, aber basierend darauf wird die richtige Version der Funktion ausgeführt der tatsächliche Typ des Objekts. 🎜

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