原文地址:http://www.cnblogs.com/plmnko/archive/2010/10/19/1855760.html
C++中,如果父類中的函數前邊標有virtual,才顯現出多態。
如果父類func是virtual的,則
Super *p =new Sub();
p->func(); // 調用子類的func
如果不是virtual的,p->func將調用父類原來的函數。
Java中,不管寫不寫virtual都是多態的,子類的同名函數會override父類的。與C++很不同的是,初始化的過程也不相同。在還未初始化子類的時候,子類的同名函數就已經覆蓋了父類的了。例如:
public class Super {
public Super() {
System.out.println("super constructor...");
m();
}
protected void m() {
System.out.println("test");
}
}
public class Sub extends Super{
private final Date date;
public Sub(){
date=new Date();}
public void m()
{
System.out.println(date);
}
public static void main(String[] args)
{
Super test1=new Sub();
test1.m(); //執行的子類的m
}
}
new Sub的時候首先調用Super,Super構造函數調用的m就已經是被Sub覆蓋的m,所以會print出null(因爲日期沒有初始化)。所以在java中,不要在父類構造函數中調用外部可改變的方法,有可能會輸出可改變方法中還沒初始化的東西。
但是,同樣的初始化在C++中,初始化一個子類的時候,父類調用的m,是父類自己的m,不會調用子類的。
——————
另外一個參考也很有用:http://7880.com/info/Article-51701560.html,如下:
C++和java中多態機制的異同
以前我有個錯誤的觀點:即使在C++和java中多態性的實現機制可能不同,但它們的表現形式應該相同,也就是說如果代碼結構相同,那麼執行結果也應該相同。可惜事與願違,事情並不總是你想象中的那樣子。(在看下文以前,你最好先考慮一下這個問題,你有什麼看法呢?)
ok,讓我們進入正題。
首先本文不討論面向對象編程的基本概念,如封裝、繼承和數據抽象等,這方面的資料現在應該多如牛毛,只是稍微提一下多態性的概念。根據Bjarne Stoustrup的說法,多態性其實就是方法調用的機制,也就是說當在編譯時無法確定一個對象的實際類型時,應當能夠在運行時基於對象的實際類型來決定調用的具體方法(動態綁定)。
我們先來看一下在C++中的函數調用方式:
Ø 普通函數調用:具體調用哪個方法在編譯時間就可以決定(通過查找編譯器的符號表),同時在使用標準過程調用機制基礎上增加一個表示對象身份的指針(this指針)。
Ø 虛函數調用:函數調用依賴於對象的實際類型,一般地說,對象的實際類型只能在運行時間才能確定。虛函數一般要有兩個步驟來支持,首先每一個類產生出一堆指向虛函數的指針,放在表格中,這個表格就叫虛函數表(virtual table);然後每一個類對象(class object)會添加一個指向相關虛函數表(virtual table)的指針,通常這個指針叫做vptr。
在java中又是如何的呢?恩,區別還是滿大的。在java虛擬機中,類實例的引用就是指向一個句柄(handle)的指針,而該句柄(handle)其實是一對指針:其中一個指針指向一張表,該表格包含了對象的方法列表以及一個指向類對象(表示對象類型)的指針;另一個指針指向一塊內存地址,該內存是從java堆中爲對象的數據而分配出來的。
唔,你要說了,好象差不多嘛,不是都要維護一張函數表嗎?別急,讓我們先看一下例子,這樣你就能更好的理解它們之間的區別到底有多大了。
下面是C++和java的例子,不看後面的答案,你能夠正確說出它們的執行結果嗎?
例1:C++
class Base
{
public:
Base()
{
init();
}
virtual ~Base() {}
public:
virtual void do_init()
{
init();
}
protected:
virtual void init()
{
cout << "in Base::init()" << endl;
}
};
class Derived : public Base
{
public:
Derived()
{
init();
}
protected:
void init()
{
cout << "in Derived::init()" << endl;
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
Base* pb;
pb = new Derived();
delete pb;
return 0;
}
例2:java
class Base
{
public Base()
{
init();
}
protected void init()
{
System.out.println("in Base::init()");
}
public void do_init()
{
init();
}
}
class Derived extends Base
{
public Derived()
{
init();
}
protected void init()
{
System.out.println("in Derived::init()");
}
}
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Base base = new Derived();
}
}
例1的執行結果是:
in Base::init()
in Derived::init()
例2的執行結果是:
in Derived::init()
in Derived::init()
看了結果後,你是馬上頓悟呢抑或是處於疑惑中呢?ok,我們來分析一下兩個例子的執行過程。
首先看一下例1(C++的例子):
1. Base* pb; 只是聲明,不做什麼。
2. pb = new Derived();
1) 調用new操作符,分配內存。
2) 調用基類(本例中是Base)的構造函數
3) 在基類的構造函數中調用init(),執行程序首先判斷出當前對象的實際類型是Base(Derived還沒構造出來,當然不會是Derived),所以這裏調用的是Base::init()。
4) 調用派生類(本例中是Derived)的構造函數,在這裏同樣要調用init(),執行程序判斷出當前對象的實際類型是Derived,調用Derived::init()。
3. delete pb; 無關緊要。
例2(java的例子)的執行過程:
1. Base base = new Derived();
1) 分配內存。
2) 調用基類(本例中是Base)的構造函數
3) 在基類的構造函數中調用init(),執行程序首先判斷出當前對象的實際類型是Derived(對,Derived已經構造出來,它的函數表當然也已經確定了)所以這裏調用的是Derived::init()。
4) 調用派生類(本例中是Derived)的構造函數,在這裏同樣要調用init(),執行程序判斷出當前對象的實際類型是Derived,調用Derived::init()。
明白了吧。java中的類對象在構造前(調用構造函數之前)就已經存在了,其函數表和對象類型也已經確定了,就是說還沒有出生就已經存在了。而C++中只有在構造完畢後(所有的構造函數都被成功調用)才存在,其函數表和對象的實際類型纔會確定。所以這兩個例子的執行結果會不一樣。當然,構造完畢後,C++與java的表現就都一樣了,例如你調用Derived::do_init()的話,其執行結果是:
in Derived::init()。
個人認爲,java中的多態實現機制沒有C++中的好。還是以例子說明吧:
例子3:C++
class Base
{
public:
Base()
{
init();
}
virtual ~Base() {}
protected:
int value;
virtual void init()
{
value = 100;
}
};
class Derived : public Base
{
public:
Derived()
{
init();
}
protected:
void init()
{
cout << "value = " << value << endl;
// 做一些額外的初始化工作
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
Base* pb;
pb = new Derived();
delete pb;
return 0;
}
例4:java
class Base
{
public Base()
{
init();
}
protected int value;
protected void init()
{
value = 100;
}
}
class Derived extends Base
{
public Derived()
{
init();
}
protected void init()
{
System.out.println("value = " + value);
// 做一些額外的初始化工作
}
}
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Base base = new Derived();
}
}
例3的執行結果是:
value = 10
例4的執行結果是:
value = 0
value = 0
從以上結果可以看出,java例子中應該被初始化的值(這裏是value)沒有被初始化,派生類根本不能重用基類的初始化函數。試問,如果初始化要在構造時完成,並且初始化邏輯比較複雜,派生類也需要額外的初始化,派生類是不是需要重新實現基類的初始化函數呢?這樣的面向對象方法好不好呢?歡迎大家討論。
作者的聯繫方式:[email protected]
Reference:
1. Stanley B. Lippman:深度探索C++對象模型(Inside The C++ Object Model)。
---- 侯捷譯,華中科技出版社 2001
——————
另外一個關於java的例子:
http://blog.csdn.net/lzz313/archive/2009/06/16/4274936.aspx
class Parent{
int x=10;
public Parent(){
add(2);
}
void add(int y){
x+=y;
}
}
class Child extends Parent{
int x=9;
void add(int y){
x+=y;
}
public static void main(String[] args){
Parent p=new Child();
System.out.println(p.x);
}
}
問輸出結果是什麼?
答案應該是10。
要理解結果爲什麼是10,需要首先明白下面的知識:
(1)方法和變量在繼承時的隱藏與覆蓋
隱藏:若B隱藏了A的變量或方法,那麼B不能訪問A被隱藏的變量或方法,但將B轉換成A後可以訪問A被隱藏的變量或者方法。
覆蓋:若B覆蓋了A的變量或者方法,那麼不僅B不能訪問A被覆蓋的變量或者方法,將B轉換成A後同樣不能訪問A被覆蓋的變量或者方法。
(2)Java中變量與方法在繼承中的隱藏與覆蓋規則:
一、父類的實例變量和類變量能被子類的同名變量隱藏。
二、父類的靜態方法被子類的同名靜態方法隱藏,父類的實例方法被子類的同名實例方法覆蓋。
三、不能用子類的靜態方法隱藏父類的實例方法,也不能用子類的實例方法覆蓋父類的靜態方法,否則編譯器會異常。
四、用final關鍵字修飾的最終方法不能被覆蓋。
五、變量只能被隱藏不會被覆蓋,子類的實例變量可以隱藏父類的類變量,子類的類變量也可以隱藏父類的實例變量。
在上面的試題中,子類Child的實例方法add(int y)覆蓋了父類Parent的實例方法add(int y),而子類的實例變量x則是隱藏了父類的實例變量x。
Child對象的初始化過程是:
首先爲父類的實例變量x分配內存空間,因爲在定義變量x時爲它賦了值(int x=10),所以會同時將這個值賦給x。
其次調用父類的無參構造函數,Parent的構造函數中做的唯一的事情就是調用了add(2);
第三、由於子類的add(int y)方法覆蓋了父類的方法,所以add(2)實際調用的是子類的方法,在子類的add方法中做了如下操作x+=j;在這裏由於子類的實例變量x隱藏了父類的實例變量x,所以這條語句是針對子類本身的,但是這時還沒有爲子類的實力變量x分配空間,它的默認值是0,加2之後是2。
第四、父類初始化完畢後接着初始化子類,爲子類的x分配內存空間並將它賦值爲9,之前的add(2)操作白瞎了。
再次注意Parent p=new Child();這條語句,它是用父類的引用指向子類的對象,而前面已經說過變量只會被隱藏不會被覆蓋,所以這時的p.x值應該是父類的10,而不是子類的9;
如果將輸出語句換成下面的語句結果就是9了:
System.out..println(((Child)p).x); //首先將p轉換成Child類型