【C++】多态案例— —计算器类

author：&Calton

tag：C++

topic：【C++】多态案例— —计算器类

website：黑马程序员C++

date：2023年7月23日

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目录

多态概要

案例实现

原理剖析

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多态概要

        多态是C++三大特性之一（封装、继承、多态），分为静态多态（函数、运算符重载）和动态多态（派生类和虚函数运行时多态）

       多态语法：

         ①父类成员函数加上关键字virtual修饰为虚函数，子类继承并重写该函数（返回值、函数名、参数都相同）
        ②用父类指针定义或引用子类对象

        多态的优点：

        ①结构清晰

        ②便于维护和修改

        ③方便扩展而不修改主体

案例实现

源代码：

#include 
using namespace std;

/*
多态使用语法:
①父类成员函数加上关键字virtual修饰为虚函数，子类继承并重写该函数（返回值、函数名、参数都相同）
②用父类指针定义或引用子类对象
*/

//抽象计算器
class AbstractCalculator
{
public:
	int m_a;
	int m_b;
	virtual int calculate(AbstractCalculator& Caculator)	//虚函数，为多态做准备
	{
		return 0;
	}
};

//加法计算器
class AddCalculator:public AbstractCalculator
{
public:
	int calculate(AbstractCalculator &Caculator)		//重写父类函数
	{
		return m_a + m_b;
	}
};

//减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int calculate(AbstractCalculator& Caculator)		//重写父类函数
	{
		return m_a - m_b;
	}
};

//乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int calculate(AbstractCalculator& Caculator)		//重写父类函数
	{
		return m_a * m_b;
	}
};

//除法计算器
class DivCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
	int calculate(AbstractCalculator& Caculator)		//重写父类函数
	{
		return m_a / m_b;
	}
};

//加法运算
void test01()
{
	AddCalculator c1;	//定义子类对象
	c1.m_a = 10;
	c1.m_b = 10;
	cout << c1.m_a << "+" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl;		//调用的calculate函数要求传入父类对象，但传入的是子类，即用父类指针定义或引用子类对象
}

/*
如果使用指针: AbstractCalculator* c1 = new AddCalculator;
函数不用参数，直接调用c1.calculate
*/
//减法运算
void test02()
{
	SubCalculator c1;
	c1.m_a = 10;
	c1.m_b = 10;
	cout << c1.m_a << "-" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl;		//用父类指针定义或引用子类对象
}

//乘法运算
void test03()
{
	MulCalculator c1;
	c1.m_a = 10;
	c1.m_b = 10;
	cout << c1.m_a << "*" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl;	//用父类指针定义或引用子类对象
}

//除法运算
void test04()
{
	DivCalculator c1;
	c1.m_a = 10;
	c1.m_b = 10;
	cout << c1.m_a << "/" << c1.m_b << "=" << c1.calculate(c1) << endl;	//用父类指针定义或引用子类对象
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();
	test04();
	return 0;
}

 

运行结果：

原理剖析

        父类AbstractCalculator内部结构

 

       virtual修饰前：

        

        virtual修饰后：

        

 

        子类AddCalculator内部结构

        

 

vfptr : virtual function pointer        虚函数指针

vftable : virtual function table        虚函数表

        父类使用virtual关键词修饰，使用虚函数后内部结构多了一个虚函数指针，使得地址晚绑定，运行阶段确定函数地址（根据子类对象相应地指向该子类的成员重写函数） 

        

        此例讲得不是特别好用于解释虚函数指针的作用和体现区别，因为受到同名函数子类成员函数覆盖父类的问题，读者可以另外设计程序实现。

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