Warum sind Zeiger/Referenzen für Polymorphismus in C notwendig?

Polymorphismus ohne Zeiger/Referenzen: Das Rätsel lösen

Das Konzept des Polymorphismus basiert stark auf der Verwendung von Zeigern oder Referenzen. Während Hinweise intuitiv hilfreich erscheinen mögen, wirft die Rolle von Referenzen in diesem Zusammenhang häufig Fragen auf. Ziel dieses Artikels ist es, die grundlegenden Gründe für die Notwendigkeit von Zeigern/Referenzen für die Implementierung von Polymorphismus zu beleuchten.

Zeiger und Referenzen verstehen

Zeiger und Referenzen sind leistungsstarke Werkzeuge in C, die indirekten Zugriff auf Objekte ermöglichen. Zeiger speichern die Speicheradresse eines Objekts, während Referenzen einen Alias ​​für ein vorhandenes Objekt bereitstellen und so effektiv den Zugriff auf das Originalobjekt ermöglichen, ohne eine Kopie zu erstellen.

Polymorphismus und dynamische Bindung

Polymorphismus ermöglicht es Objekten verschiedener abgeleiteter Klassen, basierend auf ihrem tatsächlichen Typ zur Laufzeit auf denselben Methodenaufruf zu reagieren. Dieses dynamische Bindungsverhalten wird durch virtuelle Funktionstabellen erreicht. Diese Tabellen enthalten Zeiger auf die Implementierungen virtueller Methoden für jede abgeleitete Klasse.

Rolle von Zeigern/Referenzen

Bei der Übergabe eines abgeleiteten Klassenobjekts an eine Basisklassenfunktion über B. einen Zeiger oder eine Referenz, kann der Typ des tatsächlichen Objekts zur Laufzeit bestimmt werden. Dies liegt daran, dass der Zeiger oder die Referenz die Speicheradresse oder den Alias ​​des Objekts enthält, wodurch der Compiler auf die virtuelle Funktionstabelle zugreifen und den Methodenaufruf entsprechend auflösen kann.

Konsequenzen der Verwendung von Werttypen

Wenn ein Basisklassenobjekt eine Kopie eines abgeleiteten Klassenobjekts enthält, das als Wert übergeben wird (ohne Zeiger oder Referenz), kann der Compiler den tatsächlichen Typ des Objekts nicht bestimmen Laufzeit. Dies liegt daran, dass die Kopie des Objekts keine Verbindung zur virtuellen Funktionstabelle der abgeleiteten Klasse hat. Folglich schlägt der Polymorphismus fehl und führt zu Aufrufen der Basisklassenmethode anstelle der abgeleiteten Klassenmethode.

Fazit

Polymorphismus in C erfordert Zeiger oder Referenzen, um dynamische Bindung zu ermöglichen und bestimmen Sie den tatsächlichen Typ der abgeleiteten Klassenobjekte zur Laufzeit. Ohne Zeiger oder Referenzen kann der Compiler die zu verwendende virtuelle Funktionstabelle nicht bestimmen, was zum Scheitern des Polymorphismus und zum Verlust der Fähigkeit führt, Objekte basierend auf ihrem tatsächlichen Typ zu verarbeiten.

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