多态(个人学习笔记黑马学习)

多态分为两类

• 静态多态: 函数重载和 运算符重载属于静态多态，复用函数名
• 动态多态: 派生类和虚图数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别:

• 静态多态的函数地址早绑定 · 编译阶段确定函数地址
• 动态多态的函数地址晚绑定 · 运行阶段确定函数地址

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1、基本语法

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

//动物类
class Animal {
public:
	//虚函数
	virtual void speak() {
		cout << "动物在说话" << endl;
	}
};

//猫类 
class Cat :public Animal {
public:

	//重写 函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同
	void speak() {
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};

//狗类
class Dog :public Animal {
public:
	void speak() {
		cout << "小狗在说话" << endl;
	}
};

//执行说话的函数
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定

//动态多态满足条件
//1、有继承关系
//2、子类重写父类的虚函数

//动态多态的使用
//父类的指针或者引用 指向子类对象

void doSpeak(Animal& animal) {  //Animal& animal = cat;
	animal.speak();
}

void test01() {
	Cat cat;
	doSpeak(cat);

	Dog dog;
	doSpeak(dog);
}

int main() {

	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

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2、案例1：计算器类

案例描述:

分别利用普通写法和多态技术，设计实现两个操作数进行运算的计算器类

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

//普通写法
class Calculator {
public:

	int getResult(string oper) {
		if (oper == "+") {
			return m_Num1 + m_Num2;
		}
		else if (oper == "-") {
			return m_Num1 - m_Num2;
		}
		else if (oper == "*") {
			return m_Num1 * m_Num2;
		}
		//如果想扩展新的功能，需要修改源码
		//在真正的开发中 提倡 开闭原则
		//开闭原则：对扩展进行开发，对修改进行关闭
	}

	int m_Num1;//操作数1
	int m_Num2;//操作数2
};

void test01() {

	//创建计算器对象
	Calculator c;
	c.m_Num1 = 10;
	c.m_Num2 = 10; 

	cout << c.m_Num1 << "+" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("+") << endl;
	cout << c.m_Num1 << "-" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("-") << endl;
	cout << c.m_Num1 << "*" << c.m_Num2 << "=" << c.getResult("*") << endl;
}

//利用多态实现计算器
//多态好处：
// 1、组织结构清晰
// 2、可读性强
// 3、对前期和后期拓展和维护性高
//实现计算器抽象类
class AbstractCalculator {
public:
	virtual int getResult() {
		return 0;
	}

	int m_Num1;
	int m_Num2;
};

//加法计算器类
class AddCalculator :public AbstractCalculator {
public:
	 int getResult() {
		 return m_Num1 + m_Num2;
	}
};

//减法计算器类
class SubCalculator :public AbstractCalculator {
public:
	int getResult() {
		return m_Num1 - m_Num2;
	}
};

//乘法计算器类
class MulCalculator :public AbstractCalculator {
public:
	int getResult() {
		return m_Num1 * m_Num2;
	}
};

void test02() {

	//多态使用
	//父类指针或者引用指向子类对象
	// 
	//加法运算
	AbstractCalculator* abc = new AddCalculator;
	abc->m_Num1 = 100;
	abc->m_Num2 = 100;

	cout << abc->m_Num1 << "+" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	//用完后记得销毁
	delete abc;
	abc = NULL;		

	//减法运算
	abc = new SubCalculator;
	abc->m_Num1 = 100;
	abc->m_Num2 = 100;

	cout << abc->m_Num1 << "-" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	delete abc;
	abc = NULL;


	//乘法运算
	abc = new MulCalculator;
	abc->m_Num1 = 100;
	abc->m_Num2 = 100;

	cout << abc->m_Num1 << "*" << abc->m_Num2 << "=" << abc->getResult() << endl;
	delete abc;
	abc = NULL;


}

int main() {

	//test01();
	test02();

	system("pause");
	return 0;
}

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3、纯虚函数和抽象类

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

class Base {
public:
	//纯虚函数
	//只要有一个纯虚函数，这个类称为抽象类
	//抽象类特点：
	//1、无法实例化对象
	//2、抽象类的子类 必须要重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
	virtual void func() = 0;
};

class Son :public Base {
public:
	virtual void func() {
		cout << "fun()函数调用" << endl;
	}
};

void test01() {
	//Base b;//抽象类无法实例化对象
	//new Base;//抽象类无法实例化对象

	//Son s;//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则无法实例化对象
	Base* base = new Son;
	base->func();

}

int main() {



	system("pause");
	return 0;
}

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4、案例2：制作饮品

案例描述:

制作饮品的大致流程为: 煮水 冲泡 倒入杯中 加入辅料

利用多态技术实现本案例，提供抽象制作饮品基类，提供子类制作咖啡和茶叶

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

class AbstractDrinking {
public:

	//煮水
	virtual void Boil() = 0;

	//冲泡
	virtual void Brew() = 0;
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() = 0;
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() = 0;

	//制作饮品
	void makeDrink() {
		Boil();
		Brew();
		PourInCup();
		PutSomething();
	}

};


//制作咖啡
class Coffee:public AbstractDrinking {
public:
	//煮水
	virtual void Boil() {
		cout << "煮农夫山泉" << endl;
	};

	//冲泡
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡咖啡" << endl;
	};
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() {
		cout << "倒入杯中" << endl;
	};
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入糖和牛奶" << endl;
	};
};


//制作茶叶
class Tea :public AbstractDrinking {
public:
	//煮水
	virtual void Boil() {
		cout << "煮矿泉水" << endl;
	};

	//冲泡
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡茶叶" << endl;
	};
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() {
		cout << "倒入杯中" << endl;
	};
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入枸杞" << endl;
	};
};


//制作函数
void doWork(AbstractDrinking* abs) {//AbstractDrinking* abs=new Coffee;
	abs->makeDrink();
	delete abs;//释放		
}


void test01() {

	//制作咖啡
	doWork(new Coffee);

	cout << "---------------" << endl;
	//制作茶叶
	doWork(new Tea);
	

}

int main() {
	test01();


	system("pause");
	return 0;
}

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5、虚析构和纯虚析构

虚析构和纯虚析构共性

• 可以解决父类指针释放子类对象
• 都需要有具体的函数实现

虚析构和纯虚析构区别:

• 如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

class Animal {
public:
	Animal() {
		cout << "Animal构造函数调用" << endl;
	}

	//利用虚析构可以解决 父类指针释放子类对象时不干净的问题
	/*virtual ~Animal()
	{
		cout<< "Animal虚析构函数调用" << endl;
	}*/
	//纯虚析构 需要声明也需要实现
	virtual ~Animal() = 0;

	//纯虚函数
	virtual void speak() = 0;
};
Animal:: ~Animal() {
	cout << "Animal纯虚析构函数调用" << endl;
}

class Cat :public Animal {
public:

	Cat(string name) {
		cout << "Cat构造函数调用" << endl;
		m_Name= new string(name);

	}
	virtual void speak() {
		cout << +m_Name<<"小猫在说话" << endl;
	}
	~Cat() {
		if (m_Name != NULL) {
			cout << "Cat析构函数调用" << endl;
			delete m_Name;
			m_Name = NULL; 
		}
	}

	string* m_Name;
};


void test01() {
	Animal* animal = new Cat("Tom");
	animal->speak();
	//父类指针在析构时候 不会调用子类中析构函数，导致子类如果有堆区属性，出现内存泄露
	delete animal;  
}

int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}

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6、案例三：电脑组装

• 电脑主要组成部件为 CPU (用于计算)，显卡 (用于显示)，内存条 (用于存储)
• 将每个零件封装出抽象基类，并且提供不同的厂商生产不同的零件，例如Intel厂商和Lenovo厂商
• 创建电脑类提供让电脑工作的函数，并且调用每个零件工作的接口
• 测试时组装三台不同的电脑进行工作

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

//抽象不同零件类

//抽象CPU类
class CPU {
public:
	//抽象的计算函数
	virtual void calculate() = 0;

};

//抽象显卡类
class VideoCard {
public:
	//抽象的显示函数
	virtual void display() = 0;

};

//抽象内存条类
class Memory {
public:
	//抽象的存储函数
	virtual void storage() = 0;

};


//电脑类
class Computer {
public:
	Computer(CPU* cpu, VideoCard* vc, Memory* mem) {
		m_cpu = cpu;
		m_vc = vc;
		m_mem = mem;
	}

	//提供工作的函数
	void work() {

		//让零件工作起来，调用接口
		m_cpu->calculate();

		m_vc->display();

		m_mem->storage();
	}

	//提供析构函数 释放3个电脑零件
	~Computer() {

		//释放cpu零件
		if (m_cpu != NULL) {
			delete m_cpu;
			m_cpu = NULL;
		}

		//释放显卡零件
		if (m_vc != NULL) {
			delete m_vc;
			m_vc = NULL;
		}

		//释放内存条零件
		if (m_mem != NULL) {
			delete m_mem;
			m_mem = NULL;
		}
	}

private:
	CPU* m_cpu;//CPU的零件指针
	VideoCard* m_vc;//显卡零件指针
	Memory* m_mem;//内存条零件指针
};

//具体厂商
//Intel厂商
class IntelCPU :public CPU {
public:
	virtual void calculate() {
		cout << "Intel的CPU开始计算了" << endl;
	}
};

class IntelVideoCard :public VideoCard {
public:
	virtual void display() {
		cout << "Intel的显卡开始显示了" << endl;
	}
};

class IntelMemory :public Memory {
public:
	virtual void storage() {
		cout << "Intel的内存条开始存储了" << endl;
	}
};


//Lenvo厂商
class LenvoCPU :public CPU {
public:
	virtual void calculate() {
		cout << "Lenvo的CPU开始计算了" << endl;
	}
};

class LenvoVideoCard :public VideoCard {
public:
	virtual void display() {
		cout << "Lenvo的显卡开始显示了" << endl;
	}
};

class LenvoMemory :public Memory {
public:
	virtual void storage() {
		cout << "Lenvo的内存条开始存储了" << endl;
	}
};


void test01() {

	//第一台电脑零件
	CPU* intelCpu = new IntelCPU;
	VideoCard* intelCard = new IntelVideoCard;
	Memory* intelMem = new IntelMemory;

	cout << "第一台电脑开始工作" << endl;
	//创建第一台电脑
	Computer* computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
	computer1->work();
	delete computer1;


	cout << "---------------------" << endl;
	cout << "第二台电脑开始工作" << endl;
	//创建第二台电脑
	Computer* computer2 = new Computer(new LenvoCPU,new LenvoVideoCard,new LenvoMemory);
	computer2->work();
	delete computer2;

	cout << "---------------------" << endl;
	cout << "第三台电脑开始工作" << endl;
	//创建第三台电脑
	Computer* computer3 = new Computer(new LenvoCPU, new IntelVideoCard, new LenvoMemory);
	computer3->work();
	delete computer3;
}


int main() {

	test01();

	system("pause");
	return 0;
}