1.9 多態(tài)

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上一節(jié) 1.8 繼承

多態(tài)(Polymorphism)按字面的意思就是“多種狀態(tài)”。在面向?qū)ο笳Z言中，接口的多種不同的實(shí)現(xiàn)方式即為多態(tài)。

引用Charlie Calverts對(duì)多態(tài)的描述——多態(tài)性是允許你將父對(duì)象設(shè)置成為一個(gè)或更多的他的子對(duì)象相等的技術(shù)，賦值之后，父對(duì)象就可以根據(jù)當(dāng)前賦值給它的子對(duì)象的特性以不同的方式運(yùn)作(摘自“Delphi4 編程技術(shù)內(nèi)幕”)。

簡單的說，就是一句話：允許將子類類型的指針賦值給父類類型的指針。

多態(tài)性在C++中是通過虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。

多態(tài)按字面的意思就是多種形態(tài)。當(dāng)類之間存在層次結(jié)構(gòu)，并且類之間是通過繼承關(guān)聯(lián)時(shí)，就會(huì)用到多態(tài)。

C++ 多態(tài)意味著調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，會(huì)根據(jù)調(diào)用函數(shù)的對(duì)象的類型來執(zhí)行不同的函數(shù)。

虛基類

虛基類使得其派生類在間接地多次繼承本類時(shí)，只繼承本類的一份成員，避免出現(xiàn)多次繼承產(chǎn)生多份拷貝的二義性。

源代碼

/* VirtualBaseClass.cpp 虛基類實(shí)例*/

#include

class Animal // 定義動(dòng)物類

{

protected:

int age; // 存儲(chǔ)年齡

public:

Animal(int age_t):age(age_t){}; // 參數(shù)列表初始化年齡

~Animal(){}; // 析構(gòu)函數(shù)，這里用不上

};

class Bird:virtual public Animal // 鳥虛繼承動(dòng)物類

{

private:

int flyHight; // 定義鳥飛的高度

protected:

int getFlyHight(); // 獲取鳥飛的高度

public:

Bird(int flyHight_t, int age_t):flyHight(flyHight_t), Animal(age_t){}; // 參數(shù)列表初始化高度和年齡

~Bird(){}; // 析構(gòu)函數(shù)

};

int Bird::getFlyHight()

{

return flyHight; // 返回鳥飛的高度

}

class Fish:virtual public Animal // 魚虛繼承動(dòng)物類

{

private:

int divingDepth; // 定義魚潛水深度

protected:

int getDivingDepth(); // 獲取魚潛水深度

public:

Fish(int divingDepth_t, int age_t):divingDepth(divingDepth_t), Animal(age_t){}; // 參數(shù)列表初始化深度年齡

~Fish(){}; // 析構(gòu)函數(shù)

};

int Fish::getDivingDepth()

{

return divingDepth; // 返回魚潛的深度

}

class WaterBird:virtual public Bird, Fish // 多重繼承鳥和魚，此時(shí)間接地兩次繼承了動(dòng)物類，但是之前鳥和魚繼承時(shí)使用了虛繼承，因此此處默認(rèn)虛繼承，但是為了可讀性，這里最好寫上virtual

{

public:

WaterBird(int flyHight_t, int divingDepth_t, int age_t):Bird(flyHight_t, 5), Fish(divingDepth_t, 6), Animal(age_t){};

~WaterBird(){};

void displayInfos();

};

void WaterBird::displayInfos()

{

std::cout << "種族：飛魚" << std::endl;

std::cout << "年齡：" << age << std::endl;

std::cout << "最高飛行高度：" << getFlyHight() << std::endl;

std::cout << "最大潛水深度：" << getDivingDepth() << std::endl;

}

int main()

{

WaterBird wb(200, 50, 4);

wb.displayInfos();

return 0;

}

編譯運(yùn)行

種族：飛魚

年齡：4

最高飛行高度：200

最大潛水深度：50

我們發(fā)現(xiàn)，在水鳥內(nèi)繼承鳥和魚的age時(shí)，初始化的值分別為5和6，然后虛繼承動(dòng)物類的age時(shí)，賦值為4，最終的結(jié)果為4。

這意味著我們通過創(chuàng)建虛基類繼承的成員默認(rèn)為最高基類的成員。

如果想要用鳥或者魚的age，需要使用域作用符。

虛函數(shù)

多態(tài)的本質(zhì)是同一個(gè)函數(shù)的多種形態(tài)

一般而言，C++支持的多態(tài)有兩種：

編譯時(shí)多態(tài)

靜態(tài)聯(lián)編在編譯時(shí)就已經(jīng)確定了多態(tài)性，一般通過重載進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；

運(yùn)行時(shí)多態(tài)

動(dòng)態(tài)聯(lián)編則在運(yùn)行時(shí)才能確定多態(tài)性 ，一般通過繼承和虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

若某個(gè)基類函數(shù)聲明為虛函數(shù)，當(dāng)派生類使用基類指針或基類引用操作派生類對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用派生類的同名函數(shù)代替基類虛函數(shù)。

如果基類函數(shù)沒有聲明為虛函數(shù)，那么使用基類指針調(diào)用時(shí)，調(diào)用到的是基類的函數(shù)。

源代碼

/* VirtualFunction.cpp 虛函數(shù)實(shí)例*/

#include

class BaseClass // 基類

{

private:

public:

BaseClass(){};

~BaseClass(){};

void speakNormal() // 提示信息的函數(shù)，這里是普通函數(shù)

{

std::cout << "這里是基類！" << std::endl;

}

virtual void speakVirtual() // 提示信息的函數(shù)，這里是虛函數(shù)

{

std::cout << "這里是基類！" << std::endl;

}

};

class DerivedClass:public BaseClass // 公有繼承

{

private:

public:

DerivedClass(){};

~DerivedClass(){};

void speakNormal() // 提示信息的函數(shù)，這里是普通函數(shù)

{

std::cout << "這里是派生類！" << std::endl;

}

virtual void speakVirtual() // 提示信息的函數(shù)，這里是虛函數(shù)，虛函數(shù)默認(rèn)繼承時(shí)虛函數(shù)，但是為了可讀性，建議在寫的時(shí)候加上virtual關(guān)鍵字

{

std::cout << "這里是派生類！" << std::endl;

}

};

int main()

{

DerivedClass dercs; // 創(chuàng)建一個(gè)普通的派生類對(duì)象

BaseClass* bascs = &dercs; // 創(chuàng)建一個(gè)基類指針指向剛剛的派生類對(duì)象

bascs->speakNormal(); // 基類指針調(diào)用普通函數(shù)

bascs->speakVirtual(); //基類指針調(diào)用虛函數(shù)

return 0;

}

編譯運(yùn)行

這里是基類！

這里是派生類！

我們可以看到：

使用普通函數(shù)，基類指針調(diào)用的是基類同名函數(shù)；

使用虛函數(shù)，基類指針調(diào)用的是基類指針指向?qū)ο蟮耐瘮?shù)。

注意：派生類有時(shí)候需要銷毀資源，如果使用基類指針，那么必須要將基類析構(gòu)函數(shù)設(shè)為虛函數(shù)，否則無法銷毀派生類資源。

另外，構(gòu)造函數(shù)不能作為虛函數(shù)。

純虛函數(shù)和抽象類

純虛函數(shù)是指如下模式的函數(shù)：

virtual 返回值 函數(shù)名( 參數(shù)列表 ) = 0;

抽象類是指包含至少一個(gè)純虛函數(shù)的類：

class 類名

{

public:

virtual 返回值 函數(shù)名( 參數(shù)列表 ) = 0;

其它函數(shù)聲明

}

有時(shí)候我們不知道如何實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能，比如要給一個(gè)形狀求面積，但是三角形和矩形的求面積方法并不相同，但是求面積又是必須要做的。

這種情況我們就可以使用純虛函數(shù)。

純虛函數(shù)只需聲明，無需實(shí)現(xiàn)，具體的實(shí)現(xiàn)在其派生出子類以后再實(shí)現(xiàn)，如果子類聲明了這個(gè)純虛函數(shù)但是沒有實(shí)現(xiàn)，那么這個(gè)函數(shù)依然被視作純虛函數(shù)。

例如定義一個(gè)形狀類，里面有一個(gè)求面積的純虛函數(shù)作為接口，在三角形和矩形、圓形等不同的形狀里具體實(shí)現(xiàn)即可。

包含至少一個(gè)純虛函數(shù)的類是抽象類，抽象類不能實(shí)例化對(duì)象，必須要所有純虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的子類才能實(shí)例化對(duì)象，如果子類依然有純虛函數(shù)，那么這個(gè)類依然是一個(gè)抽象類。

源代碼

/* AbstractClass.cpp 抽象類實(shí)例*/

#include

class Shapes // 定義形狀類

{

private:

public:

Shapes(){};

~Shapes(){};

virtual void disp() = 0; // 定義求面積的純虛函數(shù)，此時(shí)形狀類作為抽象類，不能實(shí)例化對(duì)象，純虛函數(shù)要在派生類中實(shí)現(xiàn)

};

class Squera:public Shapes

{

public:

Squera(int length, int width); // (矩形長度, 矩形寬度)

~Squera(){};

class Squera_data // 定義一個(gè)內(nèi)部類

{

public:

int length_t; // 長

int width_t; // 寬

};

void disp(); // 實(shí)現(xiàn)基類的純虛函數(shù)

private:

Squera_data data_t; // 存儲(chǔ)矩形的數(shù)據(jù)

};

Squera::Squera(int length, int width)

{

data_t.length_t = length;

data_t.width_t = width;

}

void Squera::disp()

{

std::cout << "矩形面積為：" << data_t.length_t * data_t.width_t << std::endl;

}

class Triangle

{

private:

double bottomL_l; // 底邊

double heightL_l; // 高

class Triangle_run // 內(nèi)部類來運(yùn)算面積

{

private:

public:

Triangle_run(Triangle& tri_l){

std::cout << "三角形面積為：" << tri_l.bottomL_l * tri_l.heightL_l / 2 << std::endl;

}

};

public:

Triangle(double bottomL, double heightL):bottomL_l(bottomL), heightL_l(heightL){}; // (底, 高)，三角形的屬性

~Triangle(){};

void disp(); // 實(shí)現(xiàn)純虛函數(shù)

};

void Triangle::disp()

{

Triangle_run tri_r_l(*this); // 把剛剛實(shí)例化的本類作為參數(shù)傳入

}

int main()

{

Squera squera_l(3, 4); // 矩形求面積實(shí)現(xiàn)

squera_l.disp();

Triangle tri_t(3, 4); // 三角形求面積實(shí)現(xiàn)

tri_t.disp();

return 0;

}

編譯運(yùn)行

矩形面積為：12

三角形面積為：6

我們發(fā)現(xiàn)，我們實(shí)現(xiàn)了子類不同求面積的函數(shù)，但是都以disp為名字，這樣，我們直接調(diào)用disp就可以在不同的派生類中做到同一件事情——求面積，盡管它們的具體實(shí)現(xiàn)方式不同。

值得注意的是，這里用到了內(nèi)部類，又稱嵌套類，在類中定義類，內(nèi)部類和外部類可以互相調(diào)用對(duì)方私有成員，但是內(nèi)部類調(diào)用外部類時(shí)需要傳入?yún)?shù)。

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上一節(jié) 1.8 繼承

參考資料：

《C++程序設(shè)計(jì)》傳智播客

博客園

CSDN

百度百科

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的php 虚基类,1.9 多态的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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