C++ 仮想関数と動的バインディング: ランタイム型情報の調査

C 仮想関数はポリモーフィズムを実装し、派生クラスが関数をオーバーライドできるようにします。動的バインディングにより、実行時に実行する関数が決定され、柔軟性が得られます。仮想関数は virtual キーワードを使用して宣言され、派生クラスが仮想関数をオーバーライドできるようになります。動的バインディングは、コンパイル時に呼び出す関数を決定できない場合に発生し、実行時の柔軟性を提供します。動物クラス階層の例は、仮想関数を使用してオブジェクト タイプに基づいてさまざまなメソッドを呼び出す方法を示しています。グラフィックス描画の例は、動的バインディングを使用してオブジェクトのタイプに基づいて動的にオブジェクトを描画する方法を示しています。

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はじめに

仮想関数は、ポリモーフィズムを実現するための C の強力なメカニズムであり、異なる実装を持つ派生クラス オブジェクトを基底クラスのポインターまたは参照を通じて呼び出すことができます。動的バインディングを使用すると、実行する関数が実行時に決定されるため、優れた柔軟性が得られます。

仮想関数

virtual として宣言された関数は、派生クラスで関数をオーバーライドできるようにする仮想関数です。仮想関数が基本クラス ポインターまたは参照を通じて呼び出される場合、実際のオブジェクト型に対応する実装が呼び出されます。

動的バインディング

動的バインディングは、型を解析し、実行時に対応する関数を呼び出すプロセスです。これは、コンパイラがコンパイル時にどの関数実装が呼び出されるかを認識していない場合に発生します。動的バインディングにより、プログラムの実行中にオブジェクトのタイプを変更できるため、柔軟性が高まります。

実際的なケース I: 動物クラス階層

次の動物クラス階層を考えてみましょう:

class Animal {
public:
    virtual void Speak();
};

class Dog : public Animal {
public:
    virtual void Speak() override;
};

class Cat : public Animal {
public:
    virtual void Speak() override;
};

各クラスは仮想関数を宣言します

Speak( )、派生クラスでオーバーライドできます。

void Animal::Speak() {
    std::cout << "Animal speaks" << std::endl;
}

void Dog::Speak() {
    std::cout << "Dog barks" << std::endl;
}

void Cat::Speak() {
    std::cout << "Cat meows" << std::endl;
}

実践ケース II: グラフィックス描画

動的バインディングは、グラフィックス アプリケーションでオブジェクトの動的描画を実装するために使用することもできます。次の例を考えてみましょう。

class Shape {
public:
    virtual void Draw();
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void Draw() override;
};

class Circle : public Shape {
public:
    void Draw() override;
};

void DrawShape(Shape& shape) {
    shape.Draw();
}

この例では、

DrawShape() 関数は、基本クラス参照を介して形状オブジェクトを受け取り、その Draw() メソッドを呼び出します。 Draw() は仮想関数であるため、実際のオブジェクト タイプに対応する実装が呼び出されます。

ここで、いくつかのシェイプ オブジェクトを作成し、

DrawShape() 関数を使用して描画しましょう:

int main() {
    Rectangle rectangle;
    Circle circle;

    DrawShape(rectangle);  // 输出："Rectangle drawn"
    DrawShape(circle);    // 输出："Circle drawn"

    return 0;
}

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