多態性不適用於指針、operator<< 重載、繼承、C++

Question

我的代碼有問題。 我有兩個類， A和B ，並且B繼承了A 。 我還在兩個類中都重載了運算符<< 。

一切正常，我沒有編譯器錯誤，但似乎有些問題。 據我了解多態性，當我在使用new創建子類時使用指向基類的指針時，調用方法應該匹配子類，而不是基類。

對於下面的代碼，

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    protected:
        int a;

    public:

    A(int aa) : a(aa) {};

    virtual void show(ostream& o) const
    {
        o << "a  = " << a << "\n";
    }
};

ostream& operator << (ostream& os, const A &o)
{
    o.show(os);
    return os;
}

class B : public A
{
    private:
        int b;
    public:
        B(int bb, int aa) : A(aa), b(bb){}
        int getb() const {return b;}
};

ostream & operator << ( ostream & os, const B & o)
{
    os << static_cast <const A &>(o);
    os << "\n";
    os << "b = " << o.getb() << "\n";
    return os;
}

int main()
{
    A *o1 = new B(2,3);
    cout << *o1;

    cout << "---------------------\n";

    B *o2 = new B(2,3);
    cout << *o2;

    return 0;
}

在主要：

A *o1 = new B(2,3);
cout << *o1;

顯示a = 3 ，而不是顯示a = 3 b = 2 （調用應該匹配子類，而不是基類）。 問題是，我需要在每個子類中實現<<和>>運算符，但我認為它們的行為不應該。

程序的輸出：

即使使用重新實現的show方法修改后的代碼也顯示錯誤的結果，但此時根本不顯示a ：

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
protected:
    int a;

public:

    A(int aa) : a(aa) {};

    virtual void show(ostream& o) const
    {
        o << "a  = " << a << "\n";
    }
};

ostream& operator << (ostream& os, const A &o)
{
    o.show(os);
    return os;
}

class B : public A
{
private:
    int b;
public:
    B(int bb, int aa) : A(aa), b(bb) {}
    int getb() const
    {
        return b;
    }

    void show(ostream& o) const
    {
        o << "b  = " << b << "\n";
    }
};

ostream & operator << ( ostream & os, const B & o)
{
    os << static_cast <const A &>(o);
    o.show(os);
    return os;
}

int main()
{
    A *o1 = new B(2,3);
    cout << *o1;

    cout << "---------------------\n";

    B *o2 = new B(2,3);
    cout << *o2;

    return 0;
}

在此處輸入圖片說明

Answer 1

你必須在派生類 B 中實現虛函數show ：

class B: public A
{
     public:
         // some code here
         virtual void show(ostream& o) const
        {
            o << "b  = " << b << "\n";
        } 
};

Answer 2

當我在使用 new 創建子類時使用指向基類的指針時，調用方法應該匹配子類，而不是基類

當您調用成員函數（在某些其他語言中為“方法”）時，它operator<< ，但operator<<不是成員函數——它是一個重載的自由函數。
選擇重載時，僅使用編譯時已知的類型。

由於o1是A* ， *o1是A& ，因此選擇了A&的重載。

你這樣做有點“倒退”； 對於調用虛擬show的基類，您只需要一個operator<< ，然后在派生類中覆蓋show 。

像這樣：

class A
{
    // ...
    virtual void show(ostream& o) const
    {
        o << "a  = " << a << "\n";
    }
};

ostream& operator << (ostream& os, const A &o)
{
    o.show(os);
    return os;
}

class B : public A
{
    // ...
    void show(ostream& o) const override
    {
        A::show(o); // Do the "A part".
        o << "b  = " << b << "\n";
    }
};

對operator>>遵循相同的模式。