【C++】 多态的概念和意义

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函数重写回顾

父类中被重写的函数依然会继承给子类
子类中重写的函数将覆盖父类中的函数
通过作用域分辨符 (::) 可以访问到父类中的函数

void code()
{
Child c;
Parent* p = &c;

c.Parent::print(); // 从父类中继承
c.print(); // 从子类中重写

p->print(); // 从父类中定义
}
思考:为什么要重写父类中的成员函数呢?
答:父类中提供的成员函数版本不能满足需求
多态的概念和意义

面向对象中期望的行为
根据实际的对象类型判断如何调用重写函数

父类指针(引用)指向

父类对象则调用父类中定义的函数
子类对象则调用子类中定义的函数

面向对象中多态的概念
根据实际的对象类型决定函数调用的具体目标

* 同样的调用语句在实际运行时有多种不同的表现形态

C++ 语言直接支持多态的概念

通过 virtual 关键字对多态进行支持
被 virtual 声明的函数被重写后具有多态性

被 virtual 声明的函数叫做虚函数

编程实验:多态初体验
#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
virtual void print()
{
cout << “I’m Parent.” << endl;
}
};

class Child : public Parent
{
public:
void print() // 因为继承,子类中 void print() 也是虚函数
{
cout << “I’m Child.” << endl;
}
};

void how_to_print(Parent* p)
{
p->print(); // 展现多态的行为
}

int main()
{
Parent p;
Child c;

how_to_print(&p); // Expected to print: I’m Parent
how_to_print(&c); // Expected to print: I’m Child

return 0;
}
输出:
I’m Parent.
I’m Child.

多态的意义

在程序运行过程中展现出动态的特性

函数重写必须多态实现,否则没有意义
多态是面向对象组件化程序设计的基础特性

理论中的概念

静态联编

在程序的编译期间就能确定具体的函数调用
如:函数重载

动态联编

在程序实际运行后才能确定具体的函数调用
如:函数函数重写

实例分析:动态联编与静态联编
#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
virtual void func()
{
cout << “void func()” << endl;
}
virtual void func(int i)
{
cout << “void func(int i) : ” << i << endl;
}
virtual void func(int i, int j)
{
cout << “void func(int i, int j)” << “(” << i << “, ” << j << “)” << endl;
}
};

class Child : public Parent
{
public:
void func(int i, int j)
{
cout << “void func(int i, int j) : ” << i + j << endl;
}

void func(int i, int j, int k)
{
cout << “void func(int i, int j, int k) : ” << i + j + k << endl;
}
};

void run(Parent* p)
{
p->func(1, 2); // 展现多态的行为
// 动态联编
}

int main()
{
Parent p;

p.func(); // 静态联编
p.func(1); // 静态联编
p.func(1, 2); // 静态联编

cout << endl;

Child c;

c.func(1, 2); // 静态联编

cout << endl;

run(&p);
run(&c);

return 0;
}
输出:
void func()
void func(int i) : 1
void func(int i, int j)(1, 2)

void func(int i, int j) : 3

void func(int i, int j)(1, 2)
void func(int i, int j) : 3

编程实验:江湖恩怨
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Boss
{
public:
int fight()
{
int ret = 10;

cout << “Boss::fight() : ” << ret << endl;

return ret;
}
};

class Master
{
public:
virtual int eightSwordKill()
{
int ret = 8;

cout << “Master::eightSwordKill() : ” << ret << endl;

return ret;
}
};

class NewMaster : public Master
{
public:
int eightSwordKill()
{
int ret = Master::eightSwordKill() * 2;

cout << “Master::eightSwordKill() : ” << ret << endl;

return ret;
}
};

void field_pk(Master* master, Boss* boss)
{
int k = master->eightSwordKill();
int b = boss->fight();

if(k < b)
{
cout << “Master is killed… ” << endl;
}
else
{
cout << “Boss is killed… ” << endl;
}
}

int main()
{
Master master;
Boss boss;

cout << “Master vs Boss” << endl;

field_pk(&master, &boss);

cout << “NewMaster vs Boss” << endl;

NewMaster newMaster;

field_pk(&newMaster, &boss);

return 0;
}
输出:
aster vs Boss
Master::eightSwordKill() : 8
Boss::fight() : 10
Master is killed…
NewMaster vs Boss
Master::eightSwordKill() : 8
NewMaster::eightSwordKill() : 16
Boss::fight() : 10
Boss is killed…

小结

函数重写只可能发生在父类与子类之间
根据实际对象的类型确定调用的具体函数
virtual 关键字是 C++ 中支持多态的唯一方式
被重写的虚函数可表现出多态的特性

以上内容参考狄泰软件学院系列课程,请大家保护原创!

正文完
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