C++多态概念和意义

目录

一、什么叫重写

二、面向对象期望的重写​

1、示例分析

2、所期望的重写

三、多态的概念和意义

1、多态的概念

2、C++如何支持多态概念

3、多态内部运行剖析

4、多态的意义

5、修改示例代码

四、静态联编和动态联编

五、小结

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一、什么叫重写

1、子类中可以重定义父类中已经存在的成员函数；

2、这种重定义发生在继承中，叫做函数重写；

3、函数重写是同名覆盖的一种特殊情况。

二、面向对象期望的重写

先来验证个小示例：

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

class Parent
{

public:

    void Printfln()
    {
        std::cout << "Parent: void Printfln()..." << std::endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:

    void Printfln()
    {
        std::cout << "Child: void Printfln()..." << std::endl;
    }
};

void run(Parent *p)
{
    p->Printfln();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Parent p;
    Child c;

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

    return a.exec();
}

1、示例分析

1、结果：结果是调用两次run函数打印的结果相同；

2、分析：

（1）编译期间，编译器只能根据指针的类型判断所指向的对象；

（2）根据赋值兼容性原则，编译器认为父类指针指向的是父类对象；

（3）run函数中的指针p，编译器不可能知道它指向的究竟是什么，但是编译器没理由报错，编译器认为最安全的做法就是调用父类Printfln()函数，因为父类和子类都有相同的Printfln()函数；

（4）因此，编译器结果只可能是调用父类定义的同名函数。

2、所期望的重写

面向对象的期望重写行为：根据实际的对象类型来判断如何调用重写函数；

（1）当父类指针（引用）指向父类对象，则调用父类中定义的成员函数；

（2）当父类指针（引用）指向子类对象，则调用子类中定义的重写函数。

三、多态的概念和意义

1、多态的概念

（1）根据实际的对象类型决定函数调用的具体目标；

（2）同样的调用语句在实际运行时有多种不同的表现形态体现，这就是多态，同一语句具有多种形态。

2、C++如何支持多态概念

（1）通过使用virtual关键字对多态进行支持；

（2）被virtual修饰的函数被重写后具有多种不同的表现形态；

（3）被virtual声明的函数称为虚函数。

3、多态内部运行剖析

父类和子类的对象，首地址都各自有一个虚函数表地址，该地址都保存着虚函数Printfln()的地址，在运行过程中：

（1）在父类指针（引用）p，指向父类对象，就相当于指向父类的虚函数表，从而在父类的虚函数表中找到Printfln()函数；

（2）在父类指针（引用）p，指向子类对象，相当于指向子类的虚函数表，从而在子类的虚函数表中找到Printfln()函数。

4、多态的意义

（1）在程序运行中展现出动态的特性；

（2）函数重写必须多态实现，否则没有任何意义；

（3）多态是面向对象组件化程序设计的基础特性。

5、修改示例代码

根据多态的概念，在程序中给父子类同名函数声明virtual关键字，只需要在父类中声明即可，在子类中可以不写，写了也是对的，编译器不会报错。

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

class Parent
{

public:

    virtual void Printfln()
    {
        std::cout << "Parent: void Printfln()..." << std::endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:

    void Printfln()
    {
        std::cout << "Child: void Printfln()..." << std::endl;
    }
};

void run(Parent *p)
{
    p->Printfln();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Parent p;
    Child c;

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

    return a.exec();
}

四、静态联编和动态联编

1、静态联编：在程序编译期间就能确定的具体的函数调用，如函数重载；

2、动态联编：在程序运行期间才能确定的具体的函数调用，如函数重写。

五、小结

1、函数重写只能发生在父类和子类之间；

2、多态是根据实际对象类型确定调用具体的函数；

3、virtual关键字是C++支持多态的唯一方式；

4、被重写的虚函数具有多种不同表现形态。