首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >C++雾中风景4:多态引出的困惑,对象的拷贝?

C++雾中风景4:多态引出的困惑,对象的拷贝?

作者头像
HappenLee
发布2018-09-05 11:28:36
4220
发布2018-09-05 11:28:36
举报

C++作为一门面向对象的语言,自然具备了面向对象的三大特征:封装,继承,多态。在学习多态性质的过程中,发现了C++与其他语言很大的区别(坑?)。在C++中的=操作符的使用与C++呈现的内存模型似乎并不是我所习惯的模式,在拷贝与引用两个不同操作之间摇摆,还是很容易写出存在问题的代码,所以也就引出了今天这篇文章,我们来聊聊=操作符背后的故事。

1.有些奇怪的多态

来,先上代码,我们从两段要表述多态性质的代码来看看,奇怪在什么地方。

class bird {
public:
    virtual void fly() {
        cout << "I can fly." << endl;
    }
};

class penguin:public bird {
public:
    void fly() {
        cout << "I can't fly." << endl;
    }
}; 

上面是两个继承关系的类定义。penguin(企鹅)类继承了bird类。在bird类之中fly()函数是一个virtual函数,它可以被penguin覆盖。我们看看正确的多态代码应该怎么编写:

int main() {
    bird* b1;
    penguin p; 
    
    b1 = &p;
    b1->fly();   //打印出:"I can't fly." 
}

编译器通过指针的内容,而不是它的类型,来判断应该调用的函数。因此,由于 penguin的对象的地址存储在bird指针中,所以会调用对应的fly()函数。 所以每个bird的子类都可以一个函数fly()的独立实现。这就是多态的使用方式。可以有多个不同的子类,都带有同一个名称但具有不同实现的函数。

啊哈,这一些看起来都很完美。但是熟悉JavaPython的程序员应该会和我一样写出类似于下面的代码吧:

int main() {
    penguin p;
    bird b = p; 
    b.fly(); //打印出:"I can fly."    
}

FxxK,这还是不是我熟悉的多态?为什么输出的内容和我想象的不一样。不行,我得再试一试其他方法。

int main() {
    penguin p;
    ((bird)p).fly(); //同样是打印出:"I can fly."    
}

2.出了什么问题呢?

好吧,上面两段代码我想会让很多JavaPython的程序员深感困惑,看起来C++和我们熟悉的语言想去甚远。其实,这就回到我们今天要聊的主题,接下来我们一一来分析上两段代码:

int main() {
    penguin p;
    bird b = p; 
    b.fly(); //打印出:"I can fly."    
}

其实这段代码最核心的点是弄明白bird b = p语句中的=操作符真正代表的含义。

为了解释这个=操作符,我们继续看下面这段代码。

int main() {
    penguin p;
    bird &b = p; 
    b.fly(); //打印出:"I can’t fly."    
}

有木有很神奇,让我们困惑的问题迎刃而解,只不过添加了一个&操作符。 在C++之中,= 操作符代表一个拷贝

  • bird b = p 代表b是一个bird对象,通过p拷贝,重新生成一个新的bird对象。所以这是一个拷贝操作,拷贝的是一个对象。
  • bird &b = p 代表b是一个bird对象的引用,通过p的地址拷贝,重新生成一个新的bird对象的引用。所以这也是一个拷贝操作,拷贝的是一个对象引用。所以通过这个引用,动态调用到p对象真正的函数。

好了,解释完上一段代码之后,我们继续看第二段代码。

int main() {
    penguin p;
    ((bird)p).fly(); //同样是打印出:"I can fly."    
}

这里为什么我们强制类型转换之后,还是没法输出我们想要的结果呢?那是因为

除了指针与引用类型,C++编译器在编译阶段通过类型静态确定调用函数的地址。 通过这句话,我们也不难理解上一段代码输出的结果,所以我们要更好的使用多态,一定要使用好指针和引用。

3.其他语言的困惑的解析

  • Java 全面放弃了指针与对象拷贝的操作,所以Java之中的=全都是拷贝的对象的引用。也就是我们说的的浅拷贝。(对象拷贝是深拷贝,因为生成新的对象,和原对象不使用同样的内存空间).
  • Python 同Java一般,都是对象引用。唯一不同的是,Python是动态语言,在实现多态的时候,依赖更多是鸭子类型而不是类原生的继承关系了。
  • Golang 和Python相同,依赖鸭子类型。
本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2017.12.14 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 1.有些奇怪的多态
  • 2.出了什么问题呢?
  • 3.其他语言的困惑的解析
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档