C++类与对象笔记十四：多态一：多态概念、虚函数、动态多态、静态多态、重写虚函数、里氏转换法

多态是面向对象的三大特性之一：封装、继承、多态。

多态分为两类：

• 静态多态：函数重载和运算符重载属于静态多态，复用函数名。
• 动态多态：派生类和虚函数实现运行时多态。

静态多态和动态多态的区别：

• 静态多态的函数地址 早 绑定 —— 编译阶段确定函数地址。
• 动态多态的函数地址 晚 绑定 —— 运行阶段确定函数地址。

---

---

#include
using namespace std;

class Animal
{
public:
	void Speak()
	{
		cout << "动物会说话" << endl;
	}
};
class Cat :public Animal
{
public:
	void Speak()
	{
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};

void doSpeak(Animal& animal)   // Animal& animal = cat;
{
	animal.Speak();
}
void test01()
{
	Cat cat;
	doSpeak(cat);  // 输出："动物会说话"  相当于把cat传递给参数Animal& animal。
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

输出：不是“小猫在说话”。

输出："动物会说话" 

当我们通过doSpeak调用时：将cat传递给Animal& animal;

等价于：

Animal& animal = cat;

C++中允许父子之间的类型转换。不需要做强制类型转换。

父类的引用或者指针可以直接指向子类对象。

为什么输出不是我们期望的cat呢？

void doSpeak(Animal& animal)   // Animal& animal = cat;
{
	animal.Speak();
}

原因就是现在函数的地址是早绑定：在编译阶段就能确定函数的地址：他绑定的地址是animal中的Speak。而不是运行时传参传入的子类Cat中的Speak。所以调用这个函数，不论我们传入任何Animal子类的动物，都不会变，都是“动物会说话”。

为了达到我们：输入任一动物，就输出这一动物的Speak。就需要在运行时，动态多态。也就是说，让函数地址 晚 绑定。

如果想要执行让猫说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，也就是地址晚绑定。

如何实现？

在父类Speak返回类型之前加上关键字:virtual；此时这个函数被称为虚函数。此时的代码就可以实现动态多态效果。

#include
using namespace std;

class Animal
{
public:
	virtual void Speak()
	{
		cout << "动物会说话" << endl;
	}
};
class Cat :public Animal
{
public:
	void Speak()
	{
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};

class Dog :public Animal
{
public:
	void Speak()
	{
		cout << "小狗在说话" << endl;
	}
};
void doSpeak(Animal& animal)   // Animal& animal = cat;
{
	animal.Speak();
}
void test01()
{
	Cat cat;
	doSpeak(cat);  // 输出："动物会说话"  相当于把cat传递给参数Animal& animal。
	Dog dog;
	doSpeak(dog);
}
int main()
{
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

---

---

动态多态满足条件:

1、有继承关系。

2、子类重写父类的虚函数。（类似C#中的override）。子类中的virtual可写可不写。

3、父类中虚函数：virtual。

重写：函数返回值类型、函数名、参数列表 完全相同。

---

---

动态多态使用条件

父类的指针或者引用指向子类的对象。里氏转换法。

Animal& animal = cat;

---

---

总结：

子类通过重写父类虚函数，来实现动态多态。调用时，父类的指针或者引用指向子类的对象。

C#中设计里氏转换法则：可以参照。

• 子类可以赋值给父类
• 如果 一个父类装的是子类的对象，那么父类可以直接强转成子类。
• 父类数组可以装多种子类。