C++多态

C++多态教程

面向对象 的三大特征为：封装、继承和多态，这三种机制能够有效提高程序的可读性、可扩充性和可重用性。“多态（polymorphism）” 指的是同一名字的事物可以完成不同的功能。

多态可以分为编译时的多态和运行时的多态。前者主要是指 函数的重载（包括运算符的重载）、对重载函数的调用，在编译时就能根据实参确定应该调用哪个函数，因此叫编译时的多态；而后者则和继承、虚函数等概念有关。

C++多态详解

有了虚函数，基类指针指向基类对象时就使用基类的成员（包括 成员函数 和 成员变量 ），指向派生类对象时就使用派生类的成员。换句话说，基类指针可以按照基类的方式来做事，也可以按照派生类的方式来做事，它有多种形态，或者说有多种表现方式，我们将这种现象称为多态（Polymorphism）。

C++ 提供多态的目的是：可以通过基类指针对所有派生类（包括直接派生和间接派生）的成员变量和成员函数进行 “全方位” 的访问，尤其是成员函数。如果没有多态，我们只能访问成员变量。

构成多态的条件

必须存在继承关系；
继承关系中必须有同名的虚函数，并且它们是覆盖关系（函数原型相同）。
存在基类的指针，通过该指针调用虚函数。

案例

C++多态

C++多态的使用

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
//Person类
class Person
{
public:
    Person(string name, int age):m_name(name),m_age(age)
    {
	}
	void info()
	{
		cout << "Call Person info, Name = " << this->m_name << " Age = " << this->m_age << endl;
	}
protected:
    string m_name;
    int m_age;
};
class Student:public Person
{
public:
    Student(string name, int age, float score):Person(name, age),m_score(score)
    {
	}
	void info()
	{
		cout << "Call Student info, Name = " << this->m_name << " Age = " << this->m_age << " Score = " << m_score << endl;
	}
protected:
    float m_score;
};
int main()
{
	cout << "嗨客网(www.haicoder.net)\n" << endl;
	Person *person = new Person("HaiCoder", 18);
    person->info();
   	Student *student = new Student("HaiCoder", 18, 99);
    student->info();
	return 0;
}

程序运行后，控制台输出如下：

01_C多态.png

我们分别定义了一个 Person 类和一个 Student 类，Student 类继承自 Person 类，接着，在 main 函数里面，我们分别实例化了一个 Person 对象和一个 Student 对象。

最后，我们分别调用了 Person 类对象的 info 方法和 Student 类对象的 info 方法，我们发现，它们各自调用了自己的 info 函数，现在，我们用 Student 来实例化 Person 类，我们修改程序，如下：

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
//Person类
class Person
{
public:
    Person(string name, int age):m_name(name),m_age(age)
    {
	}
	void info()
	{
		cout << "Call Person info, Name = " << this->m_name << " Age = " << this->m_age << endl;
	}
protected:
    string m_name;
    int m_age;
};
class Student:public Person
{
public:
    Student(string name, int age, float score):Person(name, age),m_score(score)
    {
	}
	void info()
	{
		cout << "Call Student info, Name = " << this->m_name << " Age = " << this->m_age << " Score = " << m_score << endl;
	}
protected:
    float m_score;
};
int main()
{
	cout << "嗨客网(www.haicoder.net)\n" << endl;
	Person *person = new Person("HaiCoder", 18);
    person->info();
    person = new Student("HaiCoder", 18, 99);
    person->info();
	return 0;
}

程序运行后，控制台输出如下：

02_C多态.png

这次，我们用 Student 类实例化了 Person 类，最终调用 info 函数，此时的 info 函数还是调用的 Person 类的，这不是我们想要的效果，我们期望的是还是调用 Student 类的 info 函数。

也就是说通过基类指针只能访问派生类的成员变量，但是不能访问派生类的成员函数。为了能让基类指针访问派生类的成员函数，C++ 增加了虚函数（Virtual Function）,现在，我们将 info 函数声明为虚函数，修改程序如下：

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
//Person类
class Person
{
public:
    Person(string name, int age):m_name(name),m_age(age)
    {
	}
	virtual void info()
	{
		cout << "Call Person info, Name = " << this->m_name << " Age = " << this->m_age << endl;
	}
protected:
    string m_name;
    int m_age;
};
class Student:public Person
{
public:
    Student(string name, int age, float score):Person(name, age),m_score(score)
    {
	}
	virtual void info()
	{
		cout << "Call Student info, Name = " << this->m_name << " Age = " << this->m_age << " Score = " << m_score << endl;
	}
protected:
    float m_score;
};
int main()
{
	cout << "嗨客网(www.haicoder.net)\n" << endl;
	Person *person = new Person("HaiCoder", 18);
    person->info();
    person = new Student("HaiCoder", 18, 99);
    person->info();
	return 0;
}

程序运行后，控制台输出如下：

03_C多态.png

这次，我们使用 person 对象可以调用到 Student 实例的 info 方法了，即，我们通过虚函数实现了多态。

C++多态总结

基类指针可以按照基类的方式来做事，也可以按照派生类的方式来做事，它有多种形态，或者说有多种表现方式，我们将这种现象称为多态（Polymorphism）。