C++第八章：多态性

一、多态性概述

        面向对象的多态性可以分为4类：重载多态、强制多态、包含多态和参数多态。前面两种统称为专用多态，而后面两种称为通用多态。

        包含多态是类族中定义于 不同类中的 同名成员函数 的多态行为，主要是通过虚函数来实现。

多态的实现

        多态从实现的角度来讲可以划分为两类：编译时的多态和运行时的多态。

        绑定是指计算机程序自身彼此关联的过程，就是把一条消息和一个对象的方法相结合的过程。绑定工作在编译连接阶段完成的情况称为静态绑定；绑定工作在程序运行阶段完成的情况称为动态绑定。

二、运算符重载

        运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义，使同一个运算符作用于不同类型的数据时导致不同的行为。

        运算符重载的实质就是函数重载。

运算符重载的规则 

规则如下：

1.  ++中的运算符除了少数几个之外，全部可以重载，而且只能重载C++中已经有的运算符。
2. 重载之后运算符的优先级和结合性都不会改变。
3. 重载的功能应当与原有功能相类似，不能改变原运算符的操作对象个数，同时至少要有一个操作对象是自定义类型。

        运算符的重载形式有两种，即重载为类的非静态成员函数和重载为非成员函数。运
算符重载为类的成员函数的一般语法形式为：

返回类型 operator运算符(形参表)
{
    函数体
}

        运算符重载为非成员函数的一般语法形式为：

返回类型 operator运算符（形参表）
{
    函数体
}

        返回类型指定了重载运算符的返回值类型，也就是运算结果类型；operator是定义运算符重载函数的关键字；运算符即是要重载的运算符名称，必须是C++中可重载的运算符，比如要重载加法运算符，这里就写“十”；形参表中给出重载运算符所需要的参数和类型。

在C++中，operator 运算符 ---> 函数 

operator +

 

例子：复数相加

#include 

using namespace std;

class Complex
{
public:
    Complex(double r, double i) : real(r), imag(i){}
    void show() const {cout << real << " + " << imag << "i" << endl;}
    Complex operator +(const Complex &other) const
    {
        Complex ret(this->real + other.real, this->imag + other.imag );
        return ret;
    }

private:
    double real, imag;
};

int main()
{
    Complex c1(1,2);
    c1.show();
    Complex c2(2,3);
    c2.show();

    (c1+c2).show();//c1.operator +(c2).show();

    cout << "Hello World!" << endl;
    return 0;
}

        当以非成员函数形式重载运算符时，有时需要访问运算符参数所涉及类的私有成员，这时可以把该函数声明为类的友元函数。

or 友元函数

++前 后++ 

效率：++i  >  ++i

 三、虚函数

        在实现c++多态时会用到虚函数。虚函数使用的其核心目的是通过基类访问派生类定义的函数。所谓虚函数就是在基类定义一个未实现的函数名，为了提高程序的可读性，建议后代中虚函数都加上virtual关键字。        

        虚函数声明 只能出现在类定义中的函数原型声明中，而不能在成员函数实现的时候。

        通过指针、引用来访问虚函数。

例子：选择英雄

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

class Hero
{
public:
    virtual void q(){}
};

class HY : public Hero
{
    void q() {cout << "the last sun" << endl;}

};

class ZZ : public Hero
{
    void q() {cout << "i am butterfly" << endl;}

};

class WZJ : public Hero
{
    void q() {cout << "the ice" << endl;}

};

int main()
{
    Hero *p;
    int n = 0;

    cin >> n;
    if (n == 1)
    {
        p = new HY;
    }
    else if (n == 2)
    {
        p = new ZZ;
    }
    else
    {
        p = new WZJ;
    }

    p->q();
    return 0;
}

 

虚表 

1. 吸收基类成员----继承
2. 改造基类成员----覆盖
3. 添加基类成员
4. 如果派生类的某函数，在基类没有相应的同名、同形参的函数，该函数被编译时会报错；（如：基类不含fn7 fn8 ，所以调用这两个函数时，编译报错）

• 全局函数不能为虚函数； 
• 静态函数不能为虚函数； 
• 构造函数不能为虚函数。

虚析构函数 

虚析构函数的声明语法为：
 

virtual ～类名（）;

        如果一个类的析构函数是虚函数，那么由它派生而来的所有子类的析构函数也是虚函数。
        如果有可能通过基类指针调用对象的析构函数（通过delete），就需要让基类的析构函数成为虚函数，否则会产生不确定的后果。

四、纯虚函数与抽象类

纯虚函数的声明格式为：

virtual 函数类型 函数名(参数表)=0;

        实际上，它与一般虚函数成员的原型在书写格式上的不同就在于后面加了“=0”。声明为纯虚函数之后，基类中就可以不再给出函数的实现部分。纯虚函数的函数体由派生类给出。

有部分是纯虚函数就是抽象类

全部都是纯虚函数就是接口类