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[简易教程] 虚函数和抽象函数

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发表于 2019-12-5 15:23 |显示全部楼层
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虚函数是有代码的并明确允许子类去覆盖,但子类也可不覆盖,就是说可以直接用,不用重写   
抽象函数是没有代码,子类继承后一定要重写
在一个类中用虚函数:   
是因为在超类中的有实际代码的方法,但明确允许子类可以作重写   
而且当子类重写后,可以用子类实例超类;如果这样,超类变量调用虚函数时,执行的是子类的方法   
   
在一个类中用抽象函数   
是在写超类时不确定函数的代码,让子类去实现   
抽象函数没有方法体。


简单来说虚函数(Virtual)已经包含了也必须包含默认的实现,所以在派生类中可以重新实现也可以不实现这些虚函数。
抽象函数(abstract)没有提供默认实现,所以在派生类中必须实现这些抽象函数。
接口中的函数类似于抽象函数,也不提供默认实现,实现接口的类也必须实现这些函数。
但接口可用于多继承,即,类只能从一个类继承,但可同时实现多个接口。
http://blog.csdn.net/rfb0204421/article/details/3548929

虚函数(virtual):可由子类继承并重写的函数,后期绑定
抽像函数(abstract):规定其非虚子类必须实现的函数,必须被重写(override实现)。抽象类不能被实例化,抽象方法必须是空方法,由派生类去实现它(重载)
接口(interface):必须重写(实现接口必须重写接口中的所有方法,也就是要实现接口中的所有方法)

要想实现多态的方法之一就是使用到虚函数。抽象出一个高内聚、低偶合,易于维护和扩展的模型。
但是在抽象过程中我们会发现很多事物的特征不清楚,或者很容易发生变动,怎么办呢?比如飞禽都有飞这个动作,但是对于不同的鸟类它的飞的动作方式是不同的,有的是滑行,有的要颤抖翅膀,虽然都是飞的行为,但具体实现却是千差万别,在我们抽象的模型中不可能把一个个飞的动作都考虑到,那么怎样为以后留下好的扩展,怎样来处理各个具体飞禽类千差万别的飞行动作呢?比如我现在又要实现一个类“鹤”,它也有飞禽的特征(比如飞这个行为),如何使我可以只用简单地继承“飞禽”,而不去修改“飞禽”这个抽象模型现有的代码,从而达到方便地扩展系统呢?
因此面向对象的概念中引入了虚函数来解决这类问题。
使用虚函数就是在父类中把子类中共有的但却易于变化或者不清楚的特征抽取出来,作为子类需要去重新实现的操作(override)。而虚函数也是OOP中实现多态的关键之一。
下面引举一个例子:(用C#描述)
class 飞禽
{
       public string wing;           // 翅膀
       public string feather;        // 羽毛
       ……                 // 其它属性和行为
       public virtual bool Fly()     // 利用关键字virtual来定义为虚函数,这是一个热点
       {
           // 空下来让子类去实现
       }
}
class 麻雀 : 飞禽             // 麻雀从飞禽继承而来
{
       …… // 定义麻雀自己特有的属性和行为
       public override bool Fly()    // 利用关键字override重载飞翔动作,实现自己的飞翔
       {
           …… // 实现麻雀飞的动作
       }
}
class 鹤 : 飞禽               // 鹤从飞禽继承而来
{
…… // 定义鹤自己的特有的属性和行为
       public override bool Fly()    // 利用关键字override重载实现鹤的飞翔
       {
           …… // 实现鹤飞的动作
       }
}
这样我们只需要在抽象模型“飞禽”里定义Fly()这个行为,表示所有由此“飞禽”派生出去的子类都会有Fly()这个行为,而至于Fly()到底具体是怎么实现的,那么就由具体的子类去实现就好了,不会再影响“飞禽”这个抽象模型了。
比如现在我们要做一个飞禽射击训练的系统,我们就可以这样来使用上面定义的类:
// 如何来使用虚函数,这里同时也是一个多态的例子.
// 定义一个射击飞禽的方法
// 注意这里声明传入一个“飞禽”类作为参数,而不是某个具体的“鸟类”。好处就是以后不管再出现多少
// 种鸟类,只要是从飞禽继承下来的,都照打不误(多态的方式)
void ShootBird(飞禽 bird)
{
       // 当鸟在飞就开始射击
       if(bird.Fly())
       {
           …… // 射击动作
       }
}
static void main()
{
       / /打麻雀
       ShootBird(new 麻雀());
       // 打鹤
       ShootBird(new 鹤());
       // 都是打鸟的过程,我只要实现了具体某个鸟类(从“飞禽”派生而来)的定义,就可以对它
       // 进行射击,而不用去修改ShootBird函数和飞禽基类
       ShootBird(new 其它的飞禽());
}
虚函数从C#的程序编译的角度来看,它和其它一般的函数有什么区别呢?一般函数在编译时采用先期绑定编译到了执行文件中,其相对地址在程序运行期间是不发生变化的。而虚函数在编译期间采用的是后期绑定,它的相对地址是不确定的,它会根据运行时期对象实例来动态判断要调用的函数,其中那个声明时定义的类叫声明类,那个执行时实例化的类叫实例类。
(     如:飞禽 bird = new 麻雀();
那么飞禽就是声明类,麻雀是实例类。       )
具体的检查的流程如下:
(1)当调用一个对象的函数时,系统会直接去检查这个对象声明定义的类,即声明类,看所调用的函数是否为虚函数;
(2)如果不是虚函数,那么它就直接执行该函数。而如果有virtual关键字,也就是一个虚函数,那么这个时候它就不会立刻执行该函数了,而是转去检查对象的实例类。
(3)在这个实例类里,他会检查这个实例类的定义中是否重新实现了该虚函数(通过override关键字),如果是,则执行该实例类中的这个重新实现的函数。而如果没有的话,系统就会不停地往上找实例类的父类,并对父类重复刚才在实例类里的检查,直到找到第一个重写了该虚函数的父类为止,然后执行该父类里重写后的函数。
知道这点,就可以理解下面代码的运行结果了:
class A
{
       protected virtual Func()      // 注意virtual,表明这是一个虚函数
       {
           Console.WriteLine("Func In A");
       }
}
class B : A                   // 注意B是从A类继承,所以A是父类,B是子类
{
       protected override Func()     // 注意override ,表明重新实现了虚函数
       {
           Console.WriteLine("Func In B");
       }
}
class C : B                   // 注意C是从A类继承,所以B是父类,C是子类
{
}
class D : A                   // 注意D是从A类继承,所以A是父类,D是子类
{
       protected new Func()          // 注意new ,表明覆盖父类里的同名类,而不是重新实现
       {
           Console.WriteLine("Func In D");
       }
}
static void main()
{
       A a;                 // 定义一个a这个A类的对象.这个A就是a的声明类
       A b;                 // 定义一个b这个A类的对象.这个A就是b的声明类
       A c;                 // 定义一个c这个A类的对象.这个A就是b的声明类
       A d;                 // 定义一个d这个A类的对象.这个A就是b的声明类
       a = new A();             // 实例化a对象,A是a的实例类
       b = new B();             // 实例化b对象,B是b的实例类
       c = new C();             // 实例化b对象,C是b的实例类
       d = new D();             // 实例化b对象,D是b的实例类
       a.Func() ;
       // 执行a.Func:1.先检查声明类A 2.检查到是虚方法 3.转去检查实例类A,就为本身 4.执行实例类A中的方法 5.输出结果 Func In A
       b.Func() ;
       // 执行b.Func:1.先检查声明类A 2.检查到是虚方法 3.转去检查实例类B,有重载的 4.执行实例类B中的方法 5.输出结果 Func In B
       c.Func() ;
       // 执行c.Func:1.先检查声明类A 2.检查到是虚方法 3.转去检查实例类C,无重载的 4.转去检查类C的父类B,有重载的 5.执行父类B中的Func方法 5.输出结果 Func In B
       d.Func();
       // 执行d.Func:1.先检查声明类A 2.检查到是虚方法 3.转去检查实例类D,无重载的(这个地方要注意了,虽然D里有实现Func(),但没有使用override关键字,所以不会被认为是重载) 4.转去检查类D的父类A,就为本身 5.执行父类A中的Func方法 5.输出结果 Func In A
       D d1 = new D()
       d1.Func();      // 执行D类里的Func(),输出结果 Func In D
}

http://blog.sina.com.cn/s/blog_82dde7b6010149cu.html

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