【C/C++】多态的概念

问题1：

什么是多态？

问题2：

重载和覆盖有什么不同？

问题3：

which of the following one is NOT resolved at compile time ? 

A. Macros

B. Inline functions

C. Template in C++

D. virtual function calls in C++

=======================================================================================

问题1答案：

开门，开窗户，开电视。在这里的“开”就是多态！

多态性可以简单地概括为“一个接口，多种方法”，在程序运行的过程中才决定调用的函数。多态性是面向对象编程领域的核心概念。

多态（Polymorphism），按字面的意思就是“多种形状”。多态性是允许你将父对象设置成为和它的一个或更多的子对象相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单地说就是一句话，允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。多态性在Object Pascal和C++中都是通过虚函数(Virtual Function)实现的。

扩展知识：

虚函数就是允许被其子类重新定义的成员函数。而子类重新定义父类虚函数的做法，称为“覆盖”(override)，或者称为“重写”。这里有一个初学者经常混淆的概念。上面说了覆盖(override)和重载(overload)。覆盖是指子类重新定义父类的虚函数的做法。而重载，是指允许存在多个同名函数，而这些函数的参数表不同（或许参数个数不同，或许参数类型不同，或许两者都不同）。其实，重载的概念并不属于“面向对象编程”。重载的实现是编译器根据函数不同的参数表，对同名函数的名称做修饰，然后这些同名函数就成了不同的函数（至少对于编译器来说是这样的）。如，有两个同名函数function
func(p:integer):integer;和function func(p:string):string; 。那么编译器做过修饰的函数名称可能是int_func，str_func。对于这两个函数的调用，在编译器间就已经确定了，是静态的（记住：是静态）。也就是说，它们的地址在编译期就绑定了（早绑定），因此，重载与多态无关。真正与多态相关的是“覆盖”。当子类重新定义了父类的虚函数后，父类指针根据赋给它的不同的子类指针，动态（记住：是动态）地调用属于子类的该函数，这样的函数调用在编译期间是无法确定的（调用的子类的虚函数的地址无法给出）。因此，这样的函数地址是在运行期绑定的（晚绑定）。绪论就是重载是一种语言特性，与多态无关，与面向对象无关。

引用一句Bruce Eckel的话：“不要犯傻，如果它不是晚绑定，它就不是多态。”

那么，多态的作用是什么呢？我们知道，封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化；继承可以扩展已存在的代码模块（类）；它们的目的都是为了代码重用。而多态则是为了实现另一个目的——接口重用！而且实现往往是，要有效重用代码很难，而真正最具有价值的重用是接口重用，因为“接口是公司最有价值的资源。设计接口比用一堆类来实现这个接口更费时间，而且接口需要耗费更昂贵的人力和时间”。其实，继承为重用代码而存在的理由已经越来越薄弱，因为“组合”可以很好地取代继承的扩展现有代码的功能，而且“组合”的表现更好（至少可以防止“类爆炸”）。因此，继承的存在很大程度上是作为“多态”的基础而非扩展现有代码的方式。

问题2答案：

虚函数总是在派生类中被改写，这种改写被称为"override"（覆盖）。

override是指派生类重写基类的虚函数。重写的函数必须有一致的参数表和返回值（C++标准允许返回值不同的情况，但是很少有编译器支持这个特性）。Override这个单词好像一直没有什么合适的中文词汇来对应。有人译为“覆盖”，还贴切一些。

overload约定俗成地被翻译为“重载”，是指编写一个与已有函数同名但是参数表不同的函数。例如一个函数既可以接收整型数作为参数，也可以接收浮点数作为参数。重载不是一种面向对象的编程，而只是一种语法规则，重载与多态没有什么直接关系。

问题3解析：

宏，内联函数，模板都可以在编译时解析，唯独虚函数不行，它必须在运行时才能确定。

答案：D