C++的继承和派生（四）多态的实现和虚函数

绝地灬酷狼 2023-02-20 08:17 31阅读 0赞

*  C++的多态有四种：
    
    1、重载多态：函数重载和运算符重载（后面讲解）  
    2、强制多态：强制类型转换  
    3、包含多态：利用虚函数实现，在子类中重写函数，实现动态绑定  
    4、参数多态：与类模板相关联（后面讲解）

本篇所要讲解的是包含多态，由于是在继承的基础上实现的，所以就干脆放在继承和派生这一专题了

*在介绍多态前，请看下面一段代码*

class Dog  { 
    public:
    
    	void run() { 
    		cout << "Dog-run()" << endl;
    	}
    	void speak() { 
    		cout << "Dog-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    class Pig{ 
    public:
    	void run() { 
    		cout << "Pig-run()" << endl;
    	}
    	void speak() { 
    		cout << "Pig-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    class Cat { 
    public:
    	void run() { 
    		cout << "Cat-run()" << endl;
    	}
    	void speak() { 
    		cout << "Cat-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    void Display(Dog* p) { 
    	p->run();
    	p->speak();
    }
    
    void Display(Pig* p) { 
    	p->run();
    	p->speak();
    }
    
    void Display(Cat* p) { 
    	p->run();
    	p->speak();
    }
    
    int main() { 
    	Display(new Dog());
    	Display(new Pig());
    	Display(new Cat());
    	
    	getchar();
    	return	0;
    }

运行结果

Dog-run()
    Dog-speak()
    Pig-run()
    Pig-speak()
    Cat-run()
    Cat-speak()

*  代码分析：  
    1、上面的代码中自定义三个类，三个类中都有相同的成员函数（这三个类有共同的属性），但是这些函数都执行了不同的功能，虽然最终可以实现各个类中的成员函数的功能，但是当这样的类很多的时候，代码写起来就很繁琐。而且可不可以将这三个类的共同属性抽象出来，作为他们的父类呢？  
    2、父类指针和子类指针：我们都知道，在继承中（public），父类指针可以指向子类对象是安全的（反过来是不安全的）。但是，此时父类指针只能访问派生类的成员变量，并不能访问其成员函数

为了解决这个问题，C++增加了虚函数，就是在父类的成员函数声明前增加关键字 virtual ，用 virtual修饰的函数成为虚函数

*此时改写后的代码如下*

class Animal { 	//增加了一个父类Animal
    public:
    	//虚函数
    	virtual void run() { 
    		cout << "Animal-run()" << endl;
    	}
    	virtual void speak() { 
    		cout << "Animal-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    class Dog:public Animal { 
    public:
    	//重写
    	void run() { 
    		cout << "Dog-run()" << endl;
    	}
    	void speak() { 
    		cout << "Dog-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    class Pig:public Animal { 
    public:
    	void run() { 
    		cout << "Pig-run()" << endl;
    	}
    	void speak() { 
    		cout << "Pig-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    class Cat:public Animal  { 
    public:
    	void run() { 
    		cout << "Cat-run()" << endl;
    	}
    	void speak() { 
    		cout << "Cat-speak()" << endl;
    	}
    };
    
    void Display(Animal* p) { 
    	p->run();
    	p->speak();
    }
    
    int main() { 
    
    	Display(new Dog());
    	Display(new Pig());
    	Display(new Cat());
    
    	getchar();
    	return	0;
    }

运行结果

Dog-run()
    Dog-speak()
    Pig-run()
    Pig-speak()
    Cat-run()
    Cat-speak()

**总结**

*  构成多态的要素  
    1、子类重写父类的成员函数  
    2、父类指针指向子类对象  
    3、派生类中要有虚函数重写  
    4、利用父类指针调用重写的成员函数
 *  什么时候要声明虚函数  
    首先看成员函数所在的类是否会作为基类，然后看成员函数在类的继承后有无可能被更改功能，如果希望将其更改为其他功能，一般将他声明为虚函数，否则不需要
 *  注意事项  
    1、只要将父类中的成员函数声明为虚函数，则其所有的派生类中同名的函数都将自动成为虚函数，所以子类的重写的成员函数就可以不用加关键字 virtual  
    2、如果派生类没有定义新的函数来重写父类的虚函数，则将使用父类的虚函数  
    3、构造函数不能是虚函数，因为派生类不能够继承父类的构造函数，但是析构函数可以