多态

素颜马尾好姑娘i 2022-05-15 10:53 235阅读 0赞

C++中所谓的多态是指由继承产生相关的不同的类,其对象会对同一消息做出不同的反应

比如使用绘图软件时选择不同的图形,执行同一个托动作就可以绘制不同的图形

多态是面向对象的一个重要特征,能增加程序的灵活性,可以减轻系统的维护工作量

### 多态的基本要求:赋值兼容 ###

赋值兼容规则是指,在需要基类的任何地方,都可以使用公有派生类来进行替代。

只有在公有派生类中才有赋值兼容,赋值兼容是一种默认行为,不需要任何的显示的转化步骤

一般有三种赋值兼容:

### 1.派生类赋给基类   2.派生类赋给基类的引用   3.派生类地址赋给基类的指针,多态中最常用的就是这个 ###

class A{
    public:
         ......
    }
    
    class B:public A{
    public:
         ......
    {
    
    int main(){
    
    A a;
    B b;
    a = b;  //派生类赋给基类
    A &ra = b; //派生类赋给基类的引用
    A *pa = &b; //派生类地址赋给基类的指针,多态中最常用的就是这个
    
    }

其中1，2不常用,多态中最常用的是**派生类地址赋给基类的指针**

### 多态的达成条件 ###

多态一般有三个条件:

1.父类中有虚函数,即公共接口

2.子类重写(override)父类中的虚函数

3.通过已被子类对象赋值的父类指针,调用相关的操作

格式:

class base{
       virtual type function()...
    }

前面提到过拖动画出不同的图形,这就是典型的多态,我们可以简单地来实现一下:

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    //多态实例
    class shape {
    public:
    	shape(int x, int y) :_x(x), _y(y) {}
    
    	virtual void draw();  //定义虚函数
    
    protected:
    	int _x;
    	int _y;
    };
    void shape::draw()
    {
    	cout << "draw shape from: " << _x << "," << _y << endl;
    }
    
    
    class circle :public shape {
    public:
    	circle(int x, int y, int r) :shape(x, y), _radius(r) {}
    	void draw() override;  //虚函数重写,格式必须同名同参同返回
    protected:
    	int _radius;
    };
    
    void circle::draw()
    {
    	cout << "draw shape from: " << _x << "," << _y << "," << _radius << endl;
    
    	cout << "shape" << this << endl;
    	cout << typeid(this).name() << endl;
    }
    
    class Rect : public shape {
    public:
    	Rect(int x,int y,int w,int h):shape(x,y){
    		_width = w;
    		_height = h;
    	}
    	void draw() override;  //虚函数重写
    
    protected:
    	int _width;
    	int _height;
    };
    
    void Rect::draw()
    {
    	cout << "draw shape from: " << _x << "," << _y << "," << _width <<","<<_height<<endl;
    	cout << "shape" << this << endl;
    	cout << typeid(this).name() << endl;
    }
    
    int main() {
    
    	circle cr(3, 4, 5);
    	cr.draw();
    
    	cout << endl << endl;
    	shape* PFcr = &cr;
    	PFcr->draw();   //一个接口,呈现出不同的行为,称为多态
    
    	Rect rc(7, 8, 9, 10);
    	PFcr = &rc;
    	PFcr->draw();
    
    	system("PAUSE");
    }

### 纯虚函数 ###

纯虚函数,是一类没有实现体,切被初始化为0的函数

1纯虚函数只有声明,没有实现,被初始化为"0"

2含有纯虚函数的类,被称为抽象基类,不可被实例化,即不能创建对象,存在的意义就是被继承,提供公共接口

3如果一个类中声明了纯虚函数,而派生类中没有该函数的定义,则该虚函数在派生类中仍为虚函数,派生类仍未虚基类

4虚基类是无法实例化的(即无法创建对象)

class virbase{
       virtual type function = 0;
    }

我们可以修改刚刚的图形继承案例,将draw函数改成纯虚函数,shape类就成了抽象基类,子类则需要对其进行重写操作

### 补充:虚函数的继承 ###

多重继承中,孙子类可以覆写子孙类中的接口,比如下面这个例子中,子类没有重写父类的抽象函数,而是由孙子类进行了重写

这是允许的

class A {
    public:
    	virtual void func() = 0;
    };
    
    class B :public A {
    public:
    	
    };
    
    class C :public B {
    public:
    	void func() override;  //孙子类重写祖先类虚函数
    };
    
    void C::func()
    {
    	cout << "C::" << endl;
    }
    
    int main() {
    
    	C c;
    	A* pa = &c;
    	pa->func();
    
    	system("PAUSE");
    }