c++中virtual关键字的作用与Java中多态的一点对比

Sleepy 发布于2019-08-14 14:22 / 2079人阅读

摘要：结论这个关键字的发挥作用是在子类去继承父类的时候。在中，作者也说了，尽可能的在申明，传参，返回值的时候使用父类和接口，而不要使用实现类。

动机

最近一直在使用C++写win32程序，用了一些库，里面提供的类和demo各种是virtual这个关键字，一直不是很明白到底是啥用，于是查看了一些文档，写小程序来实验它的作用。

结论

virtual这个关键字的发挥作用是在子类去继承父类的时候。比如：

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

像上面的代码，如果类Person就一直被实例化使用，但是没有类去继承它的话，那么这个virtual实际上并没有什么卵用。foo2()方法和foo1()是一样的。

当它被继承的时候，有两种情况，覆写（override）这个foo2()方法，或者不覆写它。比如这样：

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

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

然后我们使用的时候，如果是子类的实例，调用foo2()方法，理所当然是执行子类中所定义的foo2()方法体。但是当将这个子类的实例强制转型成父类的实例（指针），再去执行foo2()方法的时候，对应的两种情况：子类实现了父类中virtual方法的，调用子类的方法；子类中没有override的，仍然是调用父类中的实现（这不是废话么……）

列个表格大概是这样：

// 大前提是父类中有个`virtual`方法`foo2()`
        是否override foo2()    调用子类实例的foo2()    强转成父类后调用foo2()
子类1          是                执行子类1的foo2()        执行子类1的foo2()
子类2          否                执行父类的foo2()         执行父类的foo2()

// 另一种情况
// 大前提是父类中有个方法`foo2()`，但是没有virtual关键字修饰
        是否override foo2()    调用子类实例的foo2()    强转成父类后调用foo2()
子类1          是                执行子类1的foo2()        执行父类的foo2()
子类2          否                执行父类的foo2()         执行父类的foo2()

与Java的对比

我的感觉好像Java自带这个多态的特性，不需要用什么关键字修饰，某个实例转换成父类后调用方法，默认就会调用子类的实现（如果有的话）。写了个小demo实验了一下，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，作者也说了，尽可能的在申明，传参，返回值的时候使用父类和接口，而不要使用实现类。

大概是这样：

ArrayList strList = new ArrayList();    //这样是耿直的写法
List strList = new ArrayList();    //这样更好，因为你可以换后面这个new

// 返回值和参数也是一样，一般能使用接口就尽量使用接口，而不要写死成实现类，这样带来更大的灵活性
public List buildStrList(List raw, AnyInterface interf) {
    // do xxxx
}

总结

virtual关键字修饰的方法在子类继承实现后，就可以达到多态的目的（使用父类的指针依然可以调用到子类的实现）。

Java中不需要这个关键字来达到多态，覆写方法自带这个功能。

参考

c++ ref: polymorphism

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