【C++】浅谈对多态的理解

多态

多态是C++中面向对象设计里一个重要的内容。所谓多态是指一个实体同时具有多种形式，通俗来讲就是同一个操作对于不同的对象，可以有不同的结果。
举个例子：

class Base
{
public:
    virtual void FunTest()
    {
        cout << "This is a Base class function" << endl;
    }
};
class Derived1: public Base
{
public:
    virtual void FunTest()
    {
        cout << "This is a Derived1 class function" << endl;
    }
};
class Derived2 : public Base
{
public:
    virtual void FunTest()
    {
        cout << "This is a Derived2 class function" << endl;
    }
};
int main()
{
    for (int i = 0; i < 10;i++)
    {
        Base* b;
        int a;
        cin >> a;
        if (a % 2 == 1)
            b = new Derived1;
        else
            b = new Derived2;
        b->FunTest();
    }
    return 0;
}

多态可以分为静态多态和动态多态：

• 静态多态：发生在编译阶段，具体变现为函数重载，泛型编程。
• 动态多态：发生在程序运行时，需要满足两个条件。
  -1.虚函数，在派生类中对基类虚函数重写；
  -2.在继承体系中，通过基类类型的指针或引用来调用虚函数。

虚函数：在基类，使用关键字virtual声明，并在派生类中进行重写，用于实现多态性，通过基类的指针或引用调用。
注：1.在派生类中可以不加virtual，但建议加上，代码可读性较强。
　　2.如果在类外定义虚函数，只能在函数声明时加virtual关键字，在定义时不需要。
重写：在继承体系中，如果基类中有虚函数，在派生类中有和基类虚函数原型完全相同的函数。
注：两个例外
　　1.协变：基类返回基类指针（或引用），派生类返回派生类的指针（或引用）；
　　2.析构函数：建议最好将析构函数声明为虚函数。
　　
构造函数，友元函数，静态函数不能声明为虚函数，赋值运算符重载不建议声明为虚函数，为什么？
　　对于构造函数，从内存的角度看，虚函数的调用需要虚表，虚表储存在对象的内存空间，如果构造函数声明为虚函数，那就需要虚表来调用，但是对象没有实例化，没有内存空间，更没有虚表来调用构造函数了；另外，构造函数的调用是创建对象时自动调用的，而虚函数的调用是通过基类的指针去调用，所以构造函数不能声明为虚函数；
　　对于友元函数和static修饰的静态函数，友元函数不属于该类的成员函数，不能被继承，虚函数的调用需要对象，也不能声明为虚函数；静态函数可以被继承，但对于静态函数，每个类共享一份代码，它是属于类的，调用不需要对象，所以不能声明为虚函数；
　　赋值运算符重载，将赋值运算符重载声明为虚函数，容易造成混淆，因为虚函数要求必须在基类和派生类中函数原型相同，参数也就需要相同，基类的形参是自身类型的引用，派生类的形参也为基类类型的引用，对派生类而言，这个操作符与复制操作并不相同，造成程序赋值运算混乱；
　　析构函数，基类的指针指向派生类的对象，如果涉及到动态内存开辟，析构函数如果没有声明为虚函数，那么使用基类指针调用析构函数可能会造成内存泄漏，所以建议将析构函数声明为虚函数。

　函数的重载，继承体系中的同名隐藏，多态中的重写极其相似，但仍有所区别：
1 .函数的重载：在同一个作用域，函数名相同，参数列表不同，与返回值类型无关；
2 .同名隐藏：在继承体系中，如果基类和派生类有相同的名称的成员，如果使用派生类对象调用基类和派生类中的同名成员，优先调用派生类中的成员，同名成员仅名称相同，与函数原型无关，与类型无关；
3 .函数重写（覆盖）：在继承体系中，如果基类中有虚函数，在派生类中有和基类虚函数原型完全相同的函数。