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C++回顾（十一）—— 动态类型识别和抽象类

news 2025/7/7 12:08:54

11.1 动态类识别

11.1.1 自定义类型

C++中的多态根据实际的对象类型调用对应的函数
（1）可以在基类中定义虚函数返回具体的类型信息
（2）所有的派生类都必须实现类型相关的虚函数
（3）每个类中的类型虚函数都需要不同的实现
使用虚函数进行动态类型识别的缺陷
（1）必须从基类开始提供类型虚函数
（2）所有派生类都必须重写类型虚函数
（3）每个派生类的ID必须唯一

示例代码：

#include <iostream>using namespace std;class Parent
{
private:int a;
public:enum {ID = 0};virtual int getID(){return ID;	}
};class Child : public Parent
{
public:enum {ID = 1};int array[102400];virtual int getID(){return ID;}};void f(Parent *p)
{//Child *c = (Child *)p;    //派生类指针指向基类对象   //如果指针指向派生类对象，可以转换，指向基类对象，不能转换if (p->getID() == Child::ID)   //如果成立，说明指向派生类对象{Child *c = (Child *)p;c->array[102400 - 1] = 100;}else{cout << "不能转换" << endl;}
}int main()
{//Parent *p = new Child;Parent *p = new Parent;f(p);return 0;
}

运行结果：
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11.1.2 dynamic_cast

新的关键字 dynamic_cast
（1）dynamic_cast是C++中的新型关键字
（2）dynamic_cast用于基类和派生类之间的转换
（3）dynamic_cast要求使用的目标类型是多态的
即要求所在类族至少有一个虚函数
用于指针转换时，转换失败返回空指针
用于引用转换时，转换失败将引发bad_cast异常
dynamic_cast的优势
（1）不用显示的声明和定义虚函数
（2）不用为类族中的每个类分配类型ID
dynamic_cast的缺陷
只能用于有虚函数的类族

示例代码：

#include <iostream>using namespace std;class Parent
{
private:int a;
public:virtual void show(){}
};class Child : public Parent
{
public:int array[102400];void show(){}
};void f(Parent *p)
{Child *c = dynamic_cast<Child *>(p);    //如果p指向的是基类对象，则转换失败，转换失败返回NULLif (NULL == c){cout << "转换失败" << endl;}else{cout << "转换成功" << endl;c->array[102400 - 1] = 100;}
}int main()
{//Parent *p = new Child;Parent *p = new Parent;f(p);return 0;
}

运行结果：
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11.1.3 typeid

C++提供了typeid关键字用于动态获取类型信息
（1）typeid关键字返回对应参数的类型信息
（2）typeid关键字返回一个type_info类对象，当typeid参数为NULL时，抛出bad_typeid异常
（3）type_info类的使用需要包含typeinfo头文件
typeid的使用

示例代码：

#include <iostream>
#include <typeinfo>using namespace std;class Parent
{
private:int a;
public:virtual void show(){}
};class Child : public Parent
{
public:int array[102400];
public:void show(){}
};void f(Parent *p)
{if (typeid(*p) == typeid(Child)){cout << "可以转换" << endl;Child *c = (Child *)p;    //派生类指针指向基类对象c->array[102400 - 1] = 100;}else if (typeid(*p) == typeid(Parent)){cout << "不能转换" << endl;}
}int main()
{int a;char ch;Parent p1;Child c1;const type_info &pa = typeid(a);	const type_info &pch = typeid(ch);	const type_info &pp1 = typeid(p1);	const type_info &pc1 = typeid(c1);	cout << pa.name() << endl;cout << pch.name() << endl;cout << pp1.name() << endl;cout << pc1.name() << endl;//if (pa.name() == i) // 不同编译器可以不一样（不能这么写）Parent *p = new Parent;//Parent *p = new Child;f(p);return 0;
}

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11.2 纯虚函数和抽象类

11.2.1 基本概念

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抽象类
（1）含有纯虚函数的类；
（2）抽象类不能用于直接创建对象实例，可以声明抽象类的指针和引用
（3）可使用指向抽象类的指针支持运行时多态性
（4）派生类中必须实现基类中的纯虚函数，否则它仍将被看作一个抽象类

在这里插入图片描述
示例代码：

#include <iostream>using namespace std;class Parent     //含有纯虚函数的类称为抽象类   抽象类不能创建对象
{
public:void show(){cout << "this is parent" << endl;}virtual void print() = 0; //纯虚函数 没有函数体  
};class Child : public Parent
{
public:void print(){cout << "this is Child" << endl;}
};int main()
{//Parent pp;//pp.print();Parent *p = new Child;p->print();return 0;
}