C++類中的函數重寫（覆寫）、虛函數、純虛函數的差別與聯系

1、函數重寫（覆寫）

• 定義：子類中實作了一個與父類的成員函數原型完全相同的函數，即為重寫。
• 例子1：下面的代碼中定義了Animal父類和Dog子類，其中都定義了void info()函數，Dog類中的void info()函數重寫（覆寫）了父類了中的info函數，是以在main函數中調用Dog類的info函數時，會調用子類的info函數，即重新寫了該函數，或稱之為覆寫了父類的info函數。

#include<iostream>
using namespace std;

//父類
class Animal
{
protected:
	char animalName[30];
	int height;
public:
	Animal(char* name, int h)
	{
		strcpy_s(animalName, name);
		height = h;
	}

	void info()
	{
		cout << "I am an animal" << endl;
		cout << "My name is " << animalName <<", height: "<<height << endl;
	}
};

//子類
class Dog :public Animal
{
private:
	char voice[30];
public:
	Dog(char* name, int h, char* v) :Animal(name, h)
	{
		strcpy_s(voice, v);
	}
	void info()
	{
		cout << "I am a dog" << endl;
		cout << "My name is " << animalName << ", height: " << height << endl;
	}
};

int main()
{
	Animal a("cat", 20);
	Dog d("dog", 40, "wang");
	d.info();

	system("pause");
	return 0;
}
           

實驗結果：

I am a dog
My name is dog, height: 40
           

為了調用父類的info函數，可以采用 子類對象名.父類名::函數名 形式，如： d.Animal::info();

2、虛函數

• 定義：通過virtual關鍵字将類的成員函數定義為虛函數。一般是将父類中與子類函數原型完全相同的成員函數定義為虛函數。
• 作用：（1）通過使用父類的指針或引用指向子類時，指針或引用可以向下調用子類的函數。（2）實作多态。
• 例子2：修改例子1父類（Animal類）中的info函數為虛函數。在主函數中，定義了一個父類類型的指針，它指向了子類對象，當調用info函數時，調用的是子類的info函數，實作了向下轉型。同理，通過引用的方式，也可以調用子類的成員函數info。

• #include<iostream>
  using namespace std;
  
  //父類
  class Animal
  {
  protected:
  	char animalName[30];
  	int height;
  public:
  	Animal(char* name, int h)
  	{
  		strcpy_s(animalName, name);
  		height = h;
  	}
  
  	virtual void info()
  	{
  		cout << "I am an animal" << endl;
  		cout << "My name is " << animalName <<", height: "<<height << endl;
  	}
  };
  
  class Dog :public Animal
  {
  private:
  	char voice[30];
  public:
  	Dog(char* name, int h, char* v) :Animal(name, h)
  	{
  		strcpy_s(voice, v);
  	}
  	void info()
  	{
  		cout << "I am a dog" << endl;
  		cout << "My name is " << animalName << ", height: " << height << endl;
  	}
  };
  
  int main()
  {
  	Animal a("cat", 20);
  	Dog d("dog", 40, "wang");
  
  	Animal* ptr = &d;
  	ptr->info();
  
  	Dog d1("dog1", 42, "wang wang");
  	Animal& p1 = d1;
  	p1.info();
  
  	system("pause");
  	return 0;
  }
             

  實驗結果：

I am a dog
My name is dog, height: 40
I am a dog
My name is dog1, height: 42
           

• 虛函數是多态的充分條件。多态，即為多種形态，意思是：父類的指針或引用能夠操作不同的子類對象。
• 例子3：下面又定義了一個Elegent子類，在主函數中，使用父類指針指向了Elegent類的對象，可以看到，ptr1->info();這句話，由于ptr1指向的對象不同，info()執行的函數也不同，即表現為多種形态。

#include<iostream>
using namespace std;

//父類
class Animal
{
protected:
	char animalName[30];
	int height;
public:
	Animal(char* name, int h)
	{
		strcpy_s(animalName, name);
		height = h;
	}

	virtual void info()
	{
		cout << "I am an animal" << endl;
		cout << "My name is " << animalName <<", height: "<<height << endl;
	}
};

class Dog :public Animal
{
private:
	char voice[30];
public:
	Dog(char* name, int h, char* v) :Animal(name, h)
	{
		strcpy_s(voice, v);
	}
	void info()
	{
		cout << "I am a dog" << endl;
		cout << "My name is " << animalName << ", height: " << height << endl;
	}
};

class Elegent :public Animal
{
public:
	Elegent(char* name, int h) :Animal(name, h)
	{
	}
	void info()
	{
		cout << "I am an elegent" << endl;
		cout << "My name is " << animalName << ", height: " << height << endl;
	}
};

int main()
{
	Animal a("cat", 20);
	Dog d("dog", 40, "wang");

	Animal* ptr = &d;
	ptr->info();

	Elegent e("elegent", 80);
	Animal* ptr1 = &e;
	ptr1->info();

	system("pause");
	return 0;
}
           

實驗結果：

I am a dog
My name is dog, height: 40
I am an elegent
My name is elegent, height: 80
           

3、純虛函數

• 定義：虛函數隻聲明，函數體為0，即為純虛函數。擁有純虛函數的類稱之為抽象類。
• 作用：（1）父類中定義了一個純虛函數，它的派生類（子類）必須定義，若不定義，則派生類也成為了抽象類，但是抽象類不能定義對象。（2）純虛函數為不同種類的子類對象提供了一個通用接口。
• 例子4：

#include<iostream>
using namespace std;

class  A
{
private:
	int a;
public:
	A(int _a=0):a(_a){}
	virtual void print() = 0;  //純虛函數
};

class B :public A
{
private:
	int b;
public:
	B(int _a, int _b):A(_a),b(_b){}
	void print()
	{
		cout << "B Class" << " " << b << endl;
	}
};

int main()
{
	//A a(1);		//出錯，因為抽象類不能定義對象
	B b(1, 2);
	b.print();

	system("pause");
	return 0;
}
           

總結：

1. 函數重寫、虛函數、純虛函數的聯系：父類與子類的函數原型完全相同，和函數重載有差別。
2. 差別：（1）函數重寫，是子類成員函數覆寫父類的成員函數；（2）虛函數，是将父類的成員函數定義為虛函數，友善父類向子類的向下轉型；（3）純虛函數是在父類中，将虛函數的函數體置為0，為子類提供了一個接口，子類必須要實作該函數。

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