C++多态

什么是多态

多态通俗来讲就是同一件事情,不同的人来做就会产生不同结果,例如学生,军人,儿童,成人等买票,不同的人买票的价格不同。

多态的定义及实现

多态是在不同继承关系的类对象,去调用同一函数产,生了不同的行为。比如Student继承了Person,Person对象买票全价,Student对象买票半价。

在继承中构成多态有两个必要条件：

1.被调用的函数必须是虚函数,且派生类必须对基类的这个虚函数进行重写
2.必须通过基类的指针或引用调用虚函数
虚函数的定义:
被virtual关键字修饰的成员函数就是虚函数,注意是成员函数,非成员函数前加virtual会报错

class Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

了解了什么是虚函数后就要在派生类对基类的这个虚函数进行重写,如何进行重写呢？
(重写也称为覆盖)
派生类中有一个函数与基类三同的虚函数,就称派生类对基类函数完成了重写
三同是指：函数名相同,参数列表相同,返回值相同

class Person 
{
public:
 	virtual void BuyTicket() 
 	{ 
 		cout << "买票-全价" << endl; 
 	}
};

class Student : public Person 
{
public:
 	virtual void BuyTicket() 
	{ 
		cout << "买票-半价" << endl;
	}
}

void Func(Person& p)
{ 
	p.BuyTicket(); 
}

int main()
{
	Person ps;
	Student st;
	Func(ps);
	Func(st);
 	return 0;
}

在重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，虽然也可以构成重写(因
为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范，不建议这样使用。
注意:虚函数重写,重写的是实现,缺省参数不进行重写,子类虚函数的缺省值仍为基类中对应函数的参数的缺省值

class A
{
	virtual void test(int a = 0)
	{
		cout << "A" << endl;
	}
};

class B : public A
{
	virtual void test(int a = 1)
	{
		cout << "类B" << endl;
	}
};

类B中重写后的test函数:

	virtual void test(int a = 0)//注意缺省值直接继承基类的,重写的只是函数体内的
	{
		cout << "类B" << endl;
	}

虚函数重写的两个例外：

1.协变(基类与派生类虚函数返回值不同)
派生类重写基类虚函数时,虚函数返回值类型可以不同,即要求基类返回值类型为基类对象中的指针或引用,派生类返回值类型为派生类对象的指针或引用时,称为协变

class A{};

class B : public A {};

class Person {
public:
 	virtual A* f() 
 	{
 		return new A;
 	}
};

class Student : public Person 
{
public:
 	virtual B* f() 
	{
		return new B;
	}
};

2.析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)
如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加virtual关键字，
都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同，
看起来违背了重写的规则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处
理，编译后析构函数的名称统一处理成destructor。

class Person {
public:
 virtual ~Person() {cout << "~Person()" << endl;}
};
class Student : public Person {
public:
 virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
// 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数，下面的delete对象调用析构函
//数，才能构成多态，才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数。
int main()
{
 Person* p1 = new Person;
 Person* p2 = new Student;
 delete p1;
 delete p2;
 return 0;
}

为什么是基类的指针或引用?不能是子类的?不能是父类的对象?

因为只有基类的指针或引用既能指向父类又能指向子类,注意基类对象如果不强制转换是不可以赋给子类的对象,引用或指针的。
对象的切片和指针与引用的切片是不同的,子类对象能赋给基类的对象,指针或引用,其中对象赋给对象,不会拷贝虚函数表,如果拷贝虚函数表,那么父类对象虚函数表中是父类虚函数还是子类虚函数就不确定了,而子类对象赋给基类的指针或引用,会拷贝子类的虚函数表。

C++11 final 和 override:

1.final:用于修饰虚函数,且被修饰的虚函数不能被派生类进行重写

class A
{
public:
	virtual void test() final
	{
		
	}
};

class B : public A
{
	virtual void test()
	{
		cout << endl;
	}
};

2.override: 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错。
override：英译为重叠

class A
{
public:
	virtual void test()
	{

	}
protected:
	int a = 10;
};

class B : public A
{
public:
	virtual void test() override
	{
		cout << "override用于检查是否重写了基类的某个虚函数" << endl;
	}
};

重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比：

该类不想被继承怎么解决?

class A final
{
	virtual void test()
	{
		cout << "加上final关键字后该类不允许被继承" << endl;
	}
};

class B : public A
{
	virtual void test()
	{
		cout << "类A不允许被继承" << endl;
	}
};

如果是在虚函数后加关键字virtual就表示该成员函数不能被重写,如果是在类后面加上,就表示该类不允许被继承。