c++的学习之路：22、多态（1）

摘要

本章主要是说一些多态的开头。

目录

摘要

一、多态的概念

二、多态的定义及实现

2.1、多态的构成条件

2.2、虚函数

2.3、虚函数的重写

2.4、C++11 override 和 final 

2.5、重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

三、思维导图

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一、多态的概念

多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会
产生出不同的状态。

举个栗子：比如买票这个行为，当普通人买票时，是全价买票；学生买票时，是半价买票；军人买票时是优先买票，这个就很形象，虽然我一次没用过半价车票呜呜，但是这个就是一种多态的体现。

二、多态的定义及实现

2.1、多态的构成条件

多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。比如Student继承了Person。Person对象买票全价，Student对象买票半价。那么在继承中要构成多态还有两个条件：

1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数

2. 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写

如下方代码就是多态构成实现的代码。

class Person
{
public:
    virtual void BuyTicket()
    {
        cout << "买票-全价" << endl;
    }
};
class Student :public Person
{
public:
    virtual void BuyTicket()
    {
        cout << "买票-半价" << endl;
    }
};

void Func(Person& People)
{
    People.BuyTicket();
}

int main()
{
    Person ZhangSan;
    Func(ZhangSan);
    Student LiSi;
    Func(LiSi);
}

2.2、虚函数

虚函数：即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数，如下方代码。

class Person {
public:
virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

2.3、虚函数的重写

虚函数的重写(覆盖)：派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数(即派生类虚函数与基类虚函数的
返回值类型、函数名字、参数列表完全相同)，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。

注意：在重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，虽然也可以构成重写(因为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范，不建议这样使用，如下方代码所示。

class Person
{
public:
    virtual void BuyTicket()
    {
        cout << "买票-全价" << endl;
    }
};
class Student :public Person
{
public:
    void BuyTicket()
    {
        cout << "买票-半价" << endl;
    }
};
 

虚函数重写的两个例外：

1. 协变(基类与派生类虚函数返回值类型不同)

派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指针或者引用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时，称为协变，如下方代码所示

class A{};
class B : public A {};
class Person {
public:
virtual A* f() {return new A;}
};
class Student : public Person {
public:
virtual B* f() {return new B;}
};

2. 析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)

如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加virtual关键字，都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同，看起来违背了重写的规则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处理，编译后析构函数的名称统一处理成destructor。 

注意： 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数，下面的delete对象调用析构函
数，才能构成多态，才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数，如下方代码所示。

class Person {
public:
    virtual ~Person() { cout << "~Person()" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
    virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};

int main()
{
    Person* p1 = new Person;
    Person* p2 = new Student;
        delete p1;
    delete p2;
    return 0;
}

2.4、C++11 override 和 final 

从上面可以看出，C++对函数重写的要求比较严格，但是有些情况下由于疏忽，可能会导致函数名字母次序写反而无法构成重载，而这种错误在编译期间是不会报出的，只有在程序运行时没有得到预期结果才来debug会得不偿失，因此：C++11提供了override和final两个关键字，可以帮助用户检测是否重写。

1. final：修饰虚函数，表示该虚函数不能再被重写

2. override: 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错

2.5、重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

如下方图片就是三个概念的对比。

三、思维导图