《その185》仮想関数，多相的クラス: C++，C++/CX に挑戦！

2017年12月18日

《その185》仮想関数，多相的クラス

　仮想関数

　まず、今回のプログラムの概略です。
　基底クラス Base と、Base の public派生クラス Der1, Der2 があります。それぞれのクラスのメンバ関数 statement は仮想関数（"virtual"が付加されている，関数名が同じ，仮引数が同じ）です。

　main関数では、
　　Base型のオブジェクト bas
　　Der1型のオブジェクト de1
　　Der2型のオブジェクト de2
を作成し、各オブジェクトを引数にして、関数 print を呼び出します。関数 print は、それらのオブジェクトへの参照を受け取ります。

　関数 print(Base& x); は、Base&型の仮引数で各オブジェクトへの参照を受け取ります。
そして、受け取った参照先オブジェクトの動的な型に応じた仮想関数 statement が呼び出されることになります。
　　bas の動的な型は Base型なので、呼び出されるのは Base::statement()
　　de1 の動的な型は Der1型なので、呼び出されるのは Der1::statement()
　　de2 の動的な型は Der2型なので、呼び出されるのは Der2::statement()
となります。

　また、関数 print(Base& x); は、
各オブジェクトの型を、typeid演算子を用いて出力します。
typeid演算子が返す型については、下記の多相的クラスの項目をご覧ください。

　多相的クラス

　仮想関数を含むクラスは、多相的クラスと呼ばれる特殊なクラスです。
　　クラス Base は、仮想関数 statement を持っている
　　クラス Der1 は、仮想関数 statement を持っている
　　クラス Der2 は、仮想関数 statement を持っている
ので、すべて多相的クラスということになります。
多相的クラスであるため、関数 print(Base& x); の仮引数 x の参照先の型は、動的な型であると解釈されます。
typeid演算子は、その動的な型を返却します。

　下記のプログラムの出力結果は、次のようになります。

　また、もし、各クラスの virtual print(Base& x); から virtual を取り除いて、仮想関数ではない状態にした場合の、出力結果は、次のようになります。


// ------------------------------------
#include <typeinfo>
#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
    int a;
public:
    Base(int x = 10) : a(x) { }
    int get_a() const { return a; }

    // 仮想関数
    virtual void statement() const {
        cout << "基底クラス Base\n";
    }
};

class Der1 : public Base {
    int b;
public:
    Der1(int x = 20, int y = 22)
        : Base(x), b(y) { }
    int get_b() const { return b; }

    // 派生クラスの "virtual" は省略可能です。
    virtual void statement() const {
        cout << "派生クラス Der1\n";
    }
};

class Der2 : public Base {
    int c;
public:
    Der2(int x = 30, int y = 33)
        : Base(x), c(y) { }
    int get_c() const { return c; }

    // 派生クラスの "virtual" は省略可能です。
    virtual void statement() const {
        cout << "派生クラス Der2\n";
    }
};

void print(Base& x) {
    x.statement();
    cout << typeid(x).name() << '\n';
}

int main() {
    Base bas;
    Der1 de1;
    Der2 de2;

    print(bas); cout << '\n';
    print(de1); cout << '\n';
    print(de2);
}
// ------------------------------------