C++面向对象总结——多态

引言

了解c++的三大特性是对c++的整体的认识。

• 封装性： 类将成员变量和成员函数封装在类的内部，根据需要设置访问权限，通过成员函数管理内部状态（用访问修饰符设置）

• 继承：继承所表达的是类之间相关的关系，这种关系使得对象可以继承另外一类对象的特征和能力。作用：避免公用代码的重复开发，减少代码和数据冗余。

• 多态：多态性可以简单地概括为“一个接口，多种方法”，字面意思为多种形态。程序在运行时才决定调用的函数，它是面向对象编程领域的核心概念。比如函数重载、运算符重载、虚函数等

前些章已经介绍了继承，重载，本篇就在此基础上详说一下多态。

 一，C++ 多态

多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。

C++ 多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。

下面的实例中，基类 Shape 被派生为两个类，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;

class Shape {
protected:
int width, height;
public:
Shape(int a = 0, int b = 0)
{
width = a;
height = b;
}
int area()
{
cout << "Parent class area :" << endl;
return 0;
}
};
//将Rectangle类继承Shape类
class Rectangle : public Shape {
public:
Rectangle(int a = 0, int b = 0) :Shape(a, b) { }
int area()//多态性（函数重载）
{
cout << "Rectangle class area :" << endl;
return (width * height);
}
};
class Triangle : public Shape {
public:
Triangle(int a = 0, int b = 0) :Shape(a, b) { }
int area()//多态性（函数重载）
{
cout << "Triangle class area :" << endl;
return (width * height / 2);
}
};
// 程序的主函数
int main()
{
Shape* shape;//定义shpae类指针
Rectangle rec(10, 7);
Triangle  tri(10, 5);

// 存储矩形的地址
shape = &rec;
// 调用矩形的求面积函数 area
shape->area();

// 存储三角形的地址
shape = &tri;
// 调用三角形的求面积函数 area
shape->area();

return 0;
}

 可以发现运行结果和我们期望的不一样。什么原因造成的呢？

解答：这是由于调用函数 area() 被编译器设置为基类中的版本，这就是所谓的静态多态，或静态链接 （ 函数调用在程序执行前就准备好了）。有时候这也被称为早绑定，因为 area() 函数在程序编译期间就已经设置好了。

但现在，让我们对程序稍作修改，在 Shape 类中，area() 的声明前放置关键字 virtual，如下所示：

class Shape {
protected:
int width, height;
public:
Shape( int a=0, int b=0)
{
width = a;
height = b;
}
virtual int area()
{
cout << "Parent class area :" <<endl;
return 0;
}
};

修改后，当编译和执行前面的实例代码时，它会产生以下结果：（运行成功！）

此时，编译器看的是指针的内容，而不是它的类型。因此，由于 tri 和 rec 类的对象的地址存储在 *shape 中，所以会调用各自的 area() 函数。

每个子类都有一个函数 area() 的独立实现。这就是多态的一般使用方式。有了多态，您可以有多个不同的类，都带有同一个名称但具有不同实现的函数，函数的参数甚至可以是相同的。

二，虚函数

虚函数 是在基类中使用关键字 virtual 声明的函数。在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，会告诉编译器不要静态链接到该函数。

我们想要的是在程序中任意点可以根据所调用的对象类型来选择调用的函数，这种操作被称为动态链接，或后期绑定。

什么是纯虚函数？

如果我们想要在基类中定义虚函数，以便在派生类中重新定义该函数更好地适用于对象，但是在基类中又不能对虚函数给出有意义的实现，这个时候就会用到纯虚函数。

我们可以把基类中的虚函数 area() 改写如下：

class Shape {
protected:
int width, height;
public:
Shape( int a=0, int b=0)
{
width = a;
height = b;
}
// 纯虚函数
virtual int area() = 0;
};

area()= 0 就是告诉编译器，函数没有主体，上面的虚函数是纯虚函数。

转载博文：C++ 多态 | 菜鸟教程 (runoob.com)