C++——多态 - 技术栈

1. 多态的概念

多态是面向对象编程中的一种特性，它允许使用相同的接口来表示不同的实现。（去完成某个行为时，当不同的对象去完成时会产生不同的状态）

2. 多态的定义

在C++中，多态性的实现主要依赖于继承和虚函数。基类中的虚函数可以在派生类中被重写，从而实现了运行时的多态性。这种机制被称为动态绑定。同一接口可以有不同的实现方式，多态允许基类的指针指向子类的方法。

3. 多态的实现

3.1 在继承中构成多态的条件：

必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
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

3.2 虚函数

虚函数：即被virtual的类成员函数称为虚函数

cpp 复制代码

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

3.3 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

特殊情况:

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。

cpp 复制代码

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; }
};

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。其实这里可以理解为编译器对析构函数做了特殊处理，编译器后析构函数的名称统一处理成destructor

cpp 复制代码

class Person
{
public:
	virtual ~Person() { cout << "~Person()" << endl; }
};
class Student :public Person
{
	virtual ~Student() { cout << "~Student" << endl; }
};
int main()
{
	Person* p1 = new Person;
	Person* p2 = new Student;
	delete p1;
	delete p2;
}
//~Person()
//~Student
//~Person()

3.4 C++11关键字

final：修饰虚函数，表示该虚函数不能再被重写

voerride ：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

cpp 复制代码

class Car
{
public: 
	virtual void Drive(){}
};
class Benz :public Car
{
public:
	virtual void Drive() override { cout << "Benz-舒适" << endl; }
};

3.5 重载/重写/重定义的对比

4. 抽象类

4.1 概念

在虚函数的后面加上=0，则这个函数为纯虚函数。包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口类），抽象类不能实例化出对象。派生类继承后也不能实例化出对象，只有重写纯虚函数，派生类才能实例化出对象，纯虚函数规范了派生类必须重写，另外纯虚函数更体现出了接口继承。

4.2 接口继承和实现继承

普通函数的继承是一种实现继承，派生类继承了基类函数，可以使用函数，继承的是函数的实现。虚函数的继承是一种接口继承，派生类继承的是基类虚函数的接口，目的是为了重写，达到多态，继承的是接口。所以如果不实现多态，不要把函数定义成虚函数

5. 动态绑定与静态绑定

静态绑定又称为前期绑定（早绑定），在程序编译期间确定了程序的行为，也称为静态多态
动态绑定又称为后期绑定（晚绑定），是在程序运行期间，根据具体拿到的类型确定程序的具体行为，调用具体的函数，也称为动态多态