虛擬關鍵字使得人跡罕至的方法從派生的對象

Question

我有這樣的代碼：

#include <iostream> 

class Super{ 
public: 
    virtual void showName(); 
}; 

class Special1 : public Super { 
public: 
    void showName(); 
    void sayHello(); 
}; 

class Special2 : public Super { 
public: 
    void showName(); 
    void sayGoodbye(); 
}; 

void Super::showName() { 
    std::cout << "I'm super!" << std::endl; 
} 

void Special1::showName() { 
    std::cout << "I'm special1" << std::endl; 
} 

void Special1::sayHello() { 
    std::cout << "Hello" << std::endl; 
} 

void Special2::showName() { 
    std::cout << "I'm special2" << std::endl; 
} 

void Special2::sayGoodbye() { 
    std::cout << "Goodbye" << std::endl; 
} 

int main() { 
    Super *oSpec=new Super; 

    Special1 *o1=static_cast<Special1 *>(oSpec); 
    Special2 *o2=static_cast<Special2 *>(oSpec); 

    oSpec->showName(); 
    o1->showName(); 
    o2->showName(); 

    o1->sayHello(); 
    o2->sayGoodbye(); 

    delete oSpec; 

    return 0; 
} 

當我運行它，它顯示了這個輸出：

I'm super! 
I'm super! 
I'm super! 
Hello 
Goodbye 

但是，如果我刪除virtual關鍵字來自Super類的聲明：

class Super{ 
public: 
    /*virtual*/ void showName(); 
}; 

輸出成爲正確之一：

I'm super! 
I'm special1 
I'm special2 
Hello 
Goodbye 

然後，我的問題是，爲什麼virtual關鍵字的存在使得指針o1和o2運行的方法Super::showName()，而不是Special1::showName()或Special2::showName()？

Answer 1

輸出與virtual更接近正確，並且與此不正確（除非您確實需要）。轉換不會改變對象的類型，只是指針的類型。它們仍然是Super，因此它應該運行Super::showName。

將一個指針類型投射到另一個指針類型不會更改指向的東西的類型。它怎麼可能？虛函數的全部要點是能夠調用「通用」指針的方法並獲得正確的派生類方法。

爲什麼使用虛擬功能的典型例子是音樂家。通過調用Play方法，每個Musician *它可以通過一個函數，導致整個管絃樂隊播放。對於Pianist，必須調用Pianist::Play。

通常情況下，編譯器會指出在編譯時調用哪個函數 - 早期綁定。編譯器唯一知道的信息就是指針的類型。關鍵字virtual會導致綁定在運行時延遲發生，此時類實際成員類型已知。

順便說一句，您仍然可以通過使用範圍覆蓋來調用基類方法。例如o1->Super::showName();。

事實上，你聲稱'正確'的結果是災難性的。運行Special1::showName()與this指針指向的對象不是類型Special1（或從中派生的東西）是未定義的行爲，並且很容易導致崩潰。

Answer 2

因爲main中的代碼是錯誤的。對象都說「我超級」，因爲對他們來說（實際上，在後臺），大多數派生類型仍然是super。這就是他們的創造。

你的靜態投打破了所有的規則，是未定義行爲（任何事情都有可能發生），因爲你告訴編譯器o1是Special1，而事實上，它是不是一種類型的Special1。當創建了一堆衍生對象，並將它們存儲在一個指針/容器保持指針指向基對象

virtual函數通常是有用的。而不是相反。您想要創建類型爲Special1和Special2的指針並將它們存儲在指向super的指針中。

Answer 3

您的演員（Special1 *o1=static_cast<Special1 *>(oSpec);）在這兩種情況下都是未定義的行爲，因此就語言而言，任何輸出都是可以接受的。你已經使用了一個類型爲Super的對象，並對編譯器說謊，告訴它它確實是一個派生類。在這種情況下，發生的情況是，您仍然可以獲得父類Super的結果。

Answer 4

您的代碼只是未定義。
試圖說明爲什麼它以特定的方式工作是沒用的。

這裏：

Super *oSpec=new Super; 

在type中超的目標oSpec點。

因此在這些陳述中。演員陣容有未定義的行爲，因爲oSpec指向的對象既不是特殊1也不是特殊2）。

Special1 *o1=static_cast<Special1 *>(oSpec); 
Special2 *o2=static_cast<Special2 *>(oSpec); 

如果使用dynamica_cast <>（像你應該鑄造起來的類層次結構時）。你會發現結果是NULL。

Special1 *o1=dynamic_cast<Special1 *>(oSpec); 
Special2 *o2=dynamic_cast<Special2 *>(oSpec); 

std::cout << "O1(" << (void*)o1 << ") O2(" << (void*)o2 << ")\n"; 

這將顯示兩個指針都是NULL。