C++中的多态，以及多态的实现、以及实现多态的两个特例。

news2024/12/25 12:19:39

一、多态是什么？

通俗点说，就是多种形态。具体点就是不同对象完成某种事情，会产生不一样的状态。

举个例子：就好比：买票的时候，普通人、学生、军人等等，他们买票有不同的结果，普通人全价票，学生享受学生价的票，军人有优先购票以及军人的票价。

二、多态的实现

1、构成多态有两个条件：

（1）必须是基类的指针或者基类的引用调用虚函数。

（2）被调用的函数必须是虚函数，并且派生类必须对基类的虚函数进行重写。（有两个特殊）

简单点说就是：1. 虚函数重写 2. 父类指针或者引用去调用虚函数

2、什么是虚函数？

虚函数就是在成员函数前面加 virtual 修饰

3、虚函数重写/覆盖条件：

（1）虚函数 + 三同（函数名，参数，返回值）

（2）不符合重写，就是隐藏关系

注意：（两个特殊）

（1）子类虚函数不加 virtual 依旧构成重写（最好加上）

（2）重写的协变。返回值可以不同，要求必须是父子关系的指针或者引用

下面用代码看一下，如下：

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

class Student : public Person
{
public:
	virtual void BuyTicket() { cout << "买票半价" << endl; }
};

class Soldier : public Person
{
public:
	virtual void BuyTicket() { cout << "买票优先" << endl; }
};

//void Func(Person p) // 不是父类的指针或者引用就不是多态
void Func(Person& p)
{
	p.BuyTicket();
}

int main()
{
	Person p;
	Student st;
	Soldier so;

	Func(p);
	Func(st);
	Func(so);

	return 0;
}

运行之后，结果如下：

上面运行结果可以看出来，不同的对象传给父类的引用，所调的函数是不一样的。

4 . 下面我打破多态的两个条件看一下。如下：

（1）打破父类的指针或者引用

我将引用改为普通对象调用，看一下结果如何，如下：

void Func(Person p) // 不是父类的指针或者引用就不是多态
//void Func(Person& p)
{
	p.BuyTicket();
}

运行结果如下：

修改之后，结果都掉的是 Person 的成员函数，为什么？因为修改之后就是普通调用了（具体细节我在下一篇文章细讲）

（2）打破重写的条件（重写：虚函数 + 三同）

① 我将父类中的虚函数去掉，如下：

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

运行结果如下：

也是如此，结果都是调用父类的方法。

② 去掉三同中的函数名相同，这里我将三个函数名都改为不一样，如下：（如果改一个，那么其他两个还是相同，结果是各自的成员函数打印出来的结果）

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

class Student : public Person
{
public:
	virtual void Buy() { cout << "买票半价" << endl; }
};

class Soldier : public Person
{
public:
	virtual void BuyTi() { cout << "买票优先" << endl; }
};

运行结果如下：

5. 下面解释一下两个特例

（1）子类虚函数不加 virtual 依旧构成重写（最好加上）

（2）重写的协变。返回值可以不同，要求必须是父子关系的指针或者引用

先解释（1），如下：

我将 student、soldier 的成员函数的 virtual 去掉了，那么这两个成员函数就不是虚函数了吧？

那么结果怎么样？如下：

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

class Student : public Person
{
public:
	//virtual void BuyTicket() { cout << "买票半价" << endl; }
	void BuyTicket() { cout << "买票半价" << endl; }
};

class Soldier : public Person
{
public:
	//virtual void BuyTicket() { cout << "买票优先" << endl; }
	void BuyTicket() { cout << "买票优先" << endl; }
};

运行结果如下：

运行结果还是各自的方法，为什么？

因为子类继承父类之后，将父类的虚函数继承下来了，重写了父类的方法，简单点说就是，子类继承之后，子类中也有一样的虚函数，但是虚函数的实现依然是子类的。

最后解释（2），如下：

虽然返回值可以同，但是必须是父子关系的指针或者引用，我这里就用引用解释一下，如下：

class Person {
public:
	virtual Person& BuyTicket()
	{
		cout << "买票全价" << endl;
		return *this;
	}
};

class Student : public Person
{
public:
	virtual Student& BuyTicket()
	{ 
		cout << "买票半价" << endl; 
		return *this;
	}
};

class Soldier : public Person
{
public:
	virtual Soldier& BuyTicket() 
	{ 
		cout << "买票优先" << endl; 
		return *this;  
	}
};

运行结果如下：