c++中virtual關鍵字的作用與Java中多態的一點對比

Sleepy 發布于2019-08-14 14:22 / 2081人閱讀

摘要：結論這個關鍵字的發揮作用是在子類去繼承父類的時候。在中，作者也說了，盡可能的在申明，傳參，返回值的時候使用父類和接口，而不要使用實現類。

動機

最近一直在使用C++寫win32程序，用了一些庫，里面提供的類和demo各種是virtual這個關鍵字，一直不是很明白到底是啥用，于是查看了一些文檔，寫小程序來實驗它的作用。

結論

virtual這個關鍵字的發揮作用是在子類去繼承父類的時候。比如：

class Person
{
public:
    void foo1()
    {
        // do ...
    }
    
    virtual void foo2() 
    {
        // do ...
    }
};

像上面的代碼，如果類Person就一直被實例化使用，但是沒有類去繼承它的話，那么這個virtual實際上并沒有什么卵用。foo2()方法和foo1()是一樣的。

當它被繼承的時候，有兩種情況，覆寫（override）這個foo2()方法，或者不覆寫它。比如這樣：

class Student : public Person
{
public:
    void foo2() { // do something.. }
};

class Teacher : public Person
{
public:
    // no override
};

然后我們使用的時候，如果是子類的實例，調用foo2()方法，理所當然是執行子類中所定義的foo2()方法體。但是當將這個子類的實例強制轉型成父類的實例（指針），再去執行foo2()方法的時候，對應的兩種情況：子類實現了父類中virtual方法的，調用子類的方法；子類中沒有override的，仍然是調用父類中的實現（這不是廢話么……）

列個表格大概是這樣：

// 大前提是父類中有個`virtual`方法`foo2()`
        是否override foo2()    調用子類實例的foo2()    強轉成父類后調用foo2()
子類1          是                執行子類1的foo2()        執行子類1的foo2()
子類2          否                執行父類的foo2()         執行父類的foo2()

// 另一種情況
// 大前提是父類中有個方法`foo2()`，但是沒有virtual關鍵字修飾
        是否override foo2()    調用子類實例的foo2()    強轉成父類后調用foo2()
子類1          是                執行子類1的foo2()        執行父類的foo2()
子類2          否                執行父類的foo2()         執行父類的foo2()

與Java的對比

我的感覺好像Java自帶這個多態的特性，不需要用什么關鍵字修飾，某個實例轉換成父類后調用方法，默認就會調用子類的實現（如果有的話）。寫了個小demo實驗了一下，果然如此。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        p.foo(); // output: Person foo
        
        Student s = new Student();
        s.foo(); // output: Student foo
        
        Person ps = s;
        ps.foo(); // output: Student foo

    }
    
    static class Person {
        
        public void foo() {
            System.out.println("Person foo");
        }
    }
    
    static class Student extends Person {
        
        public void foo() {
            System.out.println("Student foo");
        }
    }

}

在《Effective Java 2e》中，作者也說了，盡可能的在申明，傳參，返回值的時候使用父類和接口，而不要使用實現類。

大概是這樣：

ArrayList strList = new ArrayList();    //這樣是耿直的寫法
List strList = new ArrayList();    //這樣更好，因為你可以換后面這個new

// 返回值和參數也是一樣，一般能使用接口就盡量使用接口，而不要寫死成實現類，這樣帶來更大的靈活性
public List buildStrList(List raw, AnyInterface interf) {
    // do xxxx
}

總結

virtual關鍵字修飾的方法在子類繼承實現后，就可以達到多態的目的（使用父類的指針依然可以調用到子類的實現）。

Java中不需要這個關鍵字來達到多態，覆寫方法自帶這個功能。

參考

c++ ref: polymorphism

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