49 - 多态的概念和意义

---- 整理自狄泰软件唐佐林老师课程

1. 函数重写回顾

• 父类中被重写的函数依然会继承给子类
• 子类中重写的函数将覆盖父类中的函数
• 通过作用域分辨符（::）可以访问父类中的函数

p->print() 不符合预期，期望调用子类中的 print，实际调用父类中的 print

2. 多态的概念和意义

• 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对象中定义的函数
  • 父类指针 / 引用指向子类对象则调用子类中定义的重写函数

2.1 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式

2.2 C++ 语言直接支持多态的概念

2.2.1 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

2.2.2 编程实验：多态的初体验

#include 
#include 

using namespace std;

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

class Child : public Parent
{
public:
    int mv;
    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);
	how_to_print(&c);
	
    return 0;
}
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2.3 多态的意义

• 在程序运行过程中展现出多态的特性
• 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

2.4 理论中的概念

2.4.1 静态联编和动态联编

• 静态联编：
  • 在程序的 编译期间 就能确定 具体的函数调用
    如：函数重载
• 动态联编：
  • 在程序 实际运行后 才能确定 具体的函数调用
    如：函数重写

2.4.2 实例分析：静态联编和动态联编

#include 
#include 

using namespace std;

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

class Child : public Parent
{
public:
    void func(int i, int j) {
        cout << "Child void func(int i, int j) : " << i + j << endl;
    }
    void func(int i, int j, int k) {
        cout << "Child 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(); // 函数重载，静态联编
	p.func(1); // 函数重载，静态联编
	p.func(1, 2); // 函数重载，静态联编
	cout << endl;
	
	Child c;
	c.func(10, 20);  // 同名覆盖，静态联编
	cout << endl;
	
	run(&p);
	run(&c);
	
    return 0;
}
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3. 小结

• 函数重写只可能发生在 父类和子类之间
• 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为 多态 的特性