C++核心——多态

C++核心——多态

多态的基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一，是利用继承语法实现的一种编程思想，简称调父用子，调用父类的函数，实际调用的是子类的实现

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

class Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "动物在说话" << 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.speak();
}

void test01()
{
    Cat cat;
    DoSpeak(cat);


    Dog dog;
    DoSpeak(dog);
}


int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}

*********************************************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ g++ 02_多态.cpp 
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ ./a.out 
动物在说话
动物在说话
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$  

DoSpeak函数中的参数是Animal类型，而我的参数穿的确实猫和狗，不用类型转换直接就可以用，说明两者可以进行类型转换。但是我们本意想的是调用猫和狗说话的函数，可是依旧调用Animal的函数，这是因为在程序编译阶段，就已经把这个函数地址绑定在了Animal类的函数上面了，每次调用就直接调用Animal的函数。其实也很好理解，因为你传进来的参数类型就是Animal类型。那么如何实现我们想要的效果呢，这个时候就需要虚函数这个概念，刚接触的朋友们记住必须得这么用就好了。

虚函数

虚函数就是在函数前加上virtual关键字来形容，使得该函数在编译阶段不会绑定地址，而是在运行阶段根据传入的参数的类型自动绑定地址。那么上面的例子可以做如下改造：

class Animal
{
public:
    virtual void speak()
    {
        cout << "动物在说话" << endl;
    }
};

在Animal的speak函数前加上virtual关键字后再运行，结果就是我们想好的：

(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ g++ 02_多态.cpp 
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ ./a.out 
小猫在说话
小狗在说话
(base) BigfishdeMacBook-Pro:学习笔记 bigfish$ 

这样我们就成功实现了多态，即实现了调父用子。

多态满足条件

• 有继承关系
• 子类重写父类中的虚函数

纯虚函数

纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0 ;

上面Animal的speak函数虽然定义了函数体，可是并没有调用，显得有些多余，而且我们的本意也并不需要这个函数干具体的事情，所以这个函数体就没有必要存在，C++给出了另一个解决方案，就是纯虚函数，格式如下：

class Animal
{
public:
    virtual void speak() = 0；
  virtual ~Anmial()
  {}
};

利用这种格式，那么speak就称为纯虚函数，这是这个类就叫做抽象类，这个类无法实例化对象，而且基类必须有虚析构函数，这个具体可以参考另一篇博文《C++核心——多态里的构造和析构函数》。当然继承这个类的子类必须重写纯虚构函数，不然子类也是抽象了无法实例化对象。