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C++派生类指针赋值给基类指针问题（虚函数和非虚函数不同）

news 2025/7/7 11:19:24

概念

上行转换：把派生类的指针或引用转换成基类表示，简单来说就是子类指向父类
下行转换：把基类指针或引用转换成派生类表示，简单来说就是父类指向子类

上行转换是安全的的，下行转换是不安全的（最好使用 dynamic_cast ，具体参考: xxx_cast 区别）

这里我们主要讨论上行转换，也就是派生类指针赋值给基类指针，下行转换可以参考上面那个链接 dynamic_cast 下行转换

先说结论：基类函数为虚函数和非虚函数情况不一样，下面分别进行讨论

非虚函数

参考：https://blog.csdn.net/ENSHADOWER/article/details/96638232

注意

编译器通过指针来访问成员变量，指针指向哪个对象就使用哪个对象的数据；
编译器通过指针的类型来访问成员函数，指针属于哪个类的类型就使用哪个类的函数。

虚函数

如果将其中的基类 A 的 display 函数改为虚函数，代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;//基类A
class A {
public:A(int a);
public:virtual void display();
protected:int m_a;
};
A::A(int a) : m_a(a) { }
void A::display() {cout << "Class A: m_a=" << m_a << endl;
}//中间派生类B
class B : public A {
public:B(int a, int b);
public:void display();
protected:int m_b;
};
B::B(int a, int b) : A(a), m_b(b) { }
void B::display() {cout << "Class B: m_a=" << m_a << ", m_b=" << m_b << endl;
}//基类C
class C {
public:C(int c);
public:void display();
protected:int m_c;
};
C::C(int c) : m_c(c) { }
void C::display() {cout << "Class C: m_c=" << m_c << endl;
}//最终派生类D
class D : public B, public C {
public:D(int a, int b, int c, int d);
public:void display();
private:int m_d;
};
D::D(int a, int b, int c, int d) : B(a, b), C(c), m_d(d) { }
void D::display() {cout << "Class D: m_a=" << m_a << ", m_b=" << m_b << ", m_c=" << m_c << ", m_d=" << m_d << endl;
}int main() {A *pa = new A(1);B *pb = new B(2, 20);C *pc = new C(3);D *pd = new D(4, 40, 400, 4000);cout << "-------更改前-----" << endl;pa->display();pb->display();pc->display();pd->display();cout << "-----------------------" << endl;cout << "--------更改后-----------" << endl;pa = pd;pa->display();pb = pd;pb->display();pc = pd;pc->display();pd->display();cout << "-----------------------" << endl;system("pause");return 0;
}

最终输出结果为

-------更改前-----
Class A: m_a=1
Class B: m_a=2, m_b=20
Class C: m_c=3
Class D: m_a=4, m_b=40, m_c=400, m_d=4000
-----------------------
--------更改后-----------
Class D: m_a=4, m_b=40, m_c=400, m_d=4000
Class D: m_a=4, m_b=40, m_c=400, m_d=4000
Class C: m_c=400
Class D: m_a=4, m_b=40, m_c=400, m_d=4000

注意

class A 的 display 函数是虚函数，更改指向之后，pa pb 调用的都是派生类的 display 函数，成员变量也就是相应派生类的
由于 class C 的 display 函数不是虚函数，所以更改指向之后，pc 依旧调用的是自身的 display 函数，但是成员变量 m_c 是派生类的

具体分析可以参考上面的链接