【C++】49 多态的概念和意义 virtual关键字

多态的概念与意义

面向对象中期望的行为

根据实际的对象类型判断如何调用重写函数

父类指针（引用）指向

父类对象则调用父类中定义的函数

子类对象则调用子类中定义的重写函数

面向对象中的多态的概念

根据实际的对象类型决定函数调用的具体目标

同样的调用语句在实际运行时有多种不同的表现形态

C++语言直接支持多态的概念

通过使用virtual关键字对多态进行支持

被virtual声明的函数被重写后具有多态特性

被virtual声明的函数叫做虚函数

多态的初体验：
49-1：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Parent
{
public:
   virtual  void print()
    {
        cout << "I'm Parent." << endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
   virtual  void print()
    {
        cout << "I'm Child." << endl;
    }
};

void how_to_print(Parent* p)
{
    p->print();     // 展现多态的行为
}

int main()
{
    Parent p;
    Child c;
    
    how_to_print(&p);    // Expected to print: I'm Parent.
    how_to_print(&c);    // Expected to print: I'm Child.
    
    return 0;
}

输出：

I'm Parent.
I'm Child.

多态的意义：

在程序运行过程中展现出动态的特性

函数重写必须多态实现，否则没有意义

多态是面向对象组件化程序设计的基础特性

49-2：动态联编与静态联编

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    virtual void func()
    {
        cout << "void func()" << endl;
    }
    
    virtual void func(int i)
    {
        cout << "void func(int i) : " << i << endl;
    }
    
    virtual void func(int i, int j)
    {
        cout << "void func(int i, int j) : " << "(" << i << ", " << j << ")" << endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
    void func(int i, int j)
    {
        cout << "void func(int i, int j) : " << i + j << endl;
    }
    
    void func(int i, int j, int k)
    {
        cout << "void func(int i, int j, int k) : " << i + j + k << endl;
    }
};

void run(Parent* p)
{
    p->func(1, 2);     // 展现多态的特性
                       // 动态联编
}


int main()
{
    Parent p;
    
    p.func();         // 静态联编
    p.func(1);        // 静态联编
    p.func(1, 2);     // 静态联编
    
    cout << endl;
    
    Child c;
    
    c.func(1, 2);     // 静态联编
    
    cout << endl;
    
    run(&p);
    run(&c);
    
    return 0;
}

输出结果：

void func()
void func(int i) : 1
void func(int i, int j) : (1, 2)

void func(int i, int j) : 3

void func(int i, int j) : (1, 2)
void func(int i, int j) : 3

49-3：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Boss
{
public:
    int fight()
    {
        int ret = 10;
        
        cout << "Boss::fight() : " << ret << endl;
        
        return ret;
    }
};

class Master
{
public:
    virtual int eightSwordKill()
    {
        int ret = 8;
        
        cout << "Master::eightSwordKill() : " << ret << endl;
        
        return ret;
    }
};

class NewMaster : public Master
{
public:
    int eightSwordKill()
    {
        int ret = Master::eightSwordKill() * 2;
        
        cout << "NewMaster::eightSwordKill() : " << ret << endl;
        
        return ret;
    }
};

void field_pk(Master* master, Boss* boss)
{
    int k = master->eightSwordKill();
    int b = boss->fight();
    
    if( k < b )
    {
        cout << "Master is killed..." << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Boss is killed..." << endl;
    }
}

int main()
{
    Master master;
    Boss boss;
    
    cout << "Master vs Boss" << endl;
    
    field_pk(&master, &boss);
    
    cout << "NewMaster vs Boss" << endl;
    
    NewMaster newMaster;
    
    field_pk(&newMaster, &boss);
    
    return 0;
}

输出结果：

Master vs Boss
Master::eightSwordKill() : 8
Boss::fight() : 10
Master is killed...
NewMaster vs Boss
Master::eightSwordKill() : 8
NewMaster::eightSwordKill() : 16
Boss::fight() : 10
Boss is killed...

小结：

函数重写只可能发生在父类与子类之间

根据实际对象的类型确定调用的具体函数

virtual关键字是C++中支持多态的唯一方式

被重写的虚函数可表现出多态的特性