【c++】多态 - 技术栈

多态（Polymorphism）是面向对象编程（OOP）中的一个重要概念，指的是同一个接口或方法在不同情况下表现出不同的行为。多态性允许不同的类对同一消息做出不同的响应，增强了代码的灵活性和可扩展性。多态分为运行时多态（动态多态）和，编译时多态（静态多态），在这里我们主要介绍运行时多态。

编译时多态（静态多态）

编译时多态就是我们前边讲的函数重载和函数模板，传不同的参数就会调用不同的函数，通过参数不同来达到多种形态。函数重载和函数模板在编译时就已经确定要调用的函数，所以称为编译时多态（静态多态），实参传给形参的参数匹配是在编译时完成的。

运行时多态（动态多态）

不同于编译时多态，运行时多态在编译时还没有确认要调用函数，在要调用一个函数时，不同的对象去调用，完成的行为是不一样的。例如，同样一个叫声的函数，用Dog(狗)类型实例化出的对象调出来的是 '汪汪'。用Cat(猫)类实例化出的对象去调出来的则是'喵喵'。

运行时多态通过不同类型的对象去调用实现多种形态，编译时多态通过参数匹配来实现多种形态。

多态的定义和实现

多态是继承关系下的类对象，去调用同一函数，产生不同的行为。

实现多态的两个必须条件

• 必须是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，并且完成了虚函数重写/覆盖。

代码语言：javascript

AI代码解释

复制代码

class Person
{
public:
	virtual void buyticket()
	{
		cout << "全价买票" << endl;
	}
private:
};

class Student :public Person
{
public:
	virtual void buyticket()
	{
		cout << "七五折买票" << endl;
	}
};
void func(Person& a)
{
	a.buyticket();
}
int main()
{
	Person a;
	Student b;
	func(a);
	func(b);
	return 0;
}

如果func()中参数类型为Student:

代码语言：javascript

AI代码解释

复制代码

class Person
{
public:
	virtual void buyticket()
	{
		cout << "全价买票" << endl;
	}
private:
};

class Student :public Person
{
public:
	virtual void buyticket()
	{
		cout << "七五折买票" << endl;
	}
};
void func(Student& a)
{
	a.buyticket();
}
int main()
{
	Person a;
	Student b;
	func(a);
	func(b);
	return 0;
}

如果buyticket()不是虚函数：

代码语言：javascript

AI代码解释

复制代码

class Person
{
public:
	void buyticket()
	{
		cout << "全价买票" << endl;
	}
private:
};

class Student :public Person
{
public:
	virtual void buyticket()
	{
		cout << "七五折买票" << endl;
	}
};
void func(Person& a)
{
	a.buyticket();
}
int main()
{
	Person a;
	Student b;
	func(a);
	func(b);
	return 0;
}

虚函数

类成员函数前⾯加virtual修饰，那么这个成员函数被称为虚函数。注意⾮成员函数不能加virtual修

饰。

代码语言：javascript

AI代码解释

复制代码

class Person
{
public:
	void buyticket()
	{
		cout << "全价买票" << endl;
	}

};

虚函数的重写/覆盖

虚函数的重写（Override）是面向对象编程中的一个重要概念，主要用于实现多态性。当一个派生类继承自基类时，派生类可以重写基类中的虚函数，以提供自己的实现。这样，当通过基类指针或引用调用该函数时，实际执行的是派生类中的版本。

注意：派生类的虚函数前面可以不加virtual关键字，一个函数在基类中被声明为virtual，在派生类中自动成为虚函数。但是这样牺牲了代码的可读性，尽量加上。

代码语言：javascript

AI代码解释

复制代码

class Person
{
public:

	virtual void buyticket()
	{
		cout << "全价买票" << endl;
	}
};

class Student:public Person
{
public:
	void buyticket()//不加virtual也是虚函数
	{
		cout << "半价买票" << endl;
	}
};



void func(Person* ptr)
{
	ptr->buyticket();
}

int main()
{
	Person a;
	Student b;
	a.buyticket();
	b.buyticket();

	return 0;
}

观察下面一段代码：

代码语言：javascript

AI代码解释

复制代码

class A
{
public:
	virtual void func(int val = 1) { std::cout << "A->" << val << std::endl; }
	virtual void test() { func(); }
};
class B : public A
{
public:
	void func(int val = 0) { std::cout << "B->" << val << std::endl; }
};
int main(int argc, char* argv[])
{
	B* p = new B;
	p->test();
	return 0;
}

这段程序的输出结果是什么呢？

p是指向B类型的指针，指向谁，谁调用，所以是调用B类型中的func()函数，但是这里要注意一点：默认参数的值是根据调用者的静态类型（编译时）决定的，而不是动态类型（运行时）