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第23讲-虚方法

发布时间：2021-05-18 16:33:47编辑：雪饮阅读（）

 C++ 多态

多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
C++ 多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。
下面的实例中，基类 Shape 被派生为两个类，如下所示：
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      int area()
      {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
class Rectangle: public Shape{
   public:
      Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      {
         cout << "Rectangle class area :" <<endl;
         return (width * height);
      }
};
class Triangle: public Shape{
   public:
      Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      {
         cout << "Triangle class area :" <<endl;
         return (width * height / 2);
      }
};
// 程序的主函数
int main( )
{
   Shape *shape;
   Rectangle rec(10,7);
   Triangle tri(10,5);
 
   // 存储矩形的地址
   shape = &rec;
   // 调用矩形的求面积函数 area
   shape->area();
 
   // 存储三角形的地址
   shape = &tri;
   // 调用三角形的求面积函数 area
   shape->area();
 
   return 0;
}
編譯及運行結果如：
Parent class area :
Parent class area :
 
Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.016 s
Press any key to continue.
导致错误输出的原因是，调用函数 area() 被编译器设置为基类中的版本，这就是所谓的静态多态，或静态链接 - 函数调用在程序执行前就准备好了。有时候这也被称为早绑定，因为 area() 函数在程序编译期间就已经设置好了。
所以將程序修改如下：
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      int area()
      {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
class Rectangle: public Shape{
   public:
      Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      {
         cout << "Rectangle class area :" <<endl;
         return (width * height);
      }
};
class Triangle: public Shape{
   public:
      Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      {
         cout << "Triangle class area :" <<endl;
         return (width * height / 2);
      }
};
// 程序的主函数
int main( )
{
   Rectangle rec(10,7);
   Triangle tri(10,5);
 
   (&rec)->area();
   (&tri)->area();
   return 0;
}
然後重新編譯運行結果如：
Rectangle class area :
Triangle class area :
 
Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.013 s
Press any key to continue.
這樣就正確了
對象成員的訪問符號”.”和”->”的區別
在上面這段代碼中使用的是”->”符號來訪問成員的，但是要求必須是以取址(指針)形式為前綴。
如果直接用類的實例名則會出現異常

但是感覺用指針的方式取址的方式就要多寫一點代碼，很不爽，所以用”.”會很方便，作爲實例對象訪問其成員的符號。

用virtual解決多態問題
代碼重新恢復到上面的多態問題出現的時候
让我们对程序稍作修改，在 Shape 类中，area() 的声明前放置关键字 virtual
#include <iostream>
using namespace std;
 
class Shape {
   protected:
      int width, height;
   public:
      Shape( int a=0, int b=0)
      {
         width = a;
         height = b;
      }
      virtual int area()
      {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
class Rectangle: public Shape{
   public:
      Rectangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      {
         cout << "Rectangle class area :" <<endl;
         return (width * height);
      }
};
class Triangle: public Shape{
   public:
      Triangle( int a=0, int b=0):Shape(a, b) { }
      int area ()
      {
         cout << "Triangle class area :" <<endl;
         return (width * height / 2);
      }
};
// 程序的主函数
int main( )
{
   Shape *shape;
   Rectangle rec(10,7);
   Triangle tri(10,5);
 
   // 存储矩形的地址
   shape = &rec;
   // 调用矩形的求面积函数 area
   shape->area();
 
   // 存储三角形的地址
   shape = &tri;
   // 调用三角形的求面积函数 area
   shape->area();
 
   return 0;
}
然後再次編譯運行結果如：
Rectangle class area :
Triangle class area :
 
Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.012 s
Press any key to continue.
這裏又恢復正常了。
此时，编译器看的是指针的内容，而不是它的类型。因此，由于 tri 和 rec 类的对象的地址存储在 *shape 中，所以会调用各自的 area() 函数。
正如您所看到的，每个子类都有一个函数 area() 的独立实现。这就是多态的一般使用方式。有了多态，您可以有多个不同的类，都带有同一个名称但具有不同实现的函数，函数的参数甚至可以是相同的。
虚函数
虚函数(虛方法) 是在基类中使用关键字 virtual 声明的函数。在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，会告诉编译器不要静态链接到该函数。
我们想要的是在程序中任意点可以根据所调用的对象类型来选择调用的函数，这种操作被称为动态链接，或后期绑定。