C++——多型

1.什麼是多型？

多型簡單的講就是“一個介面，多種方法”，程式在執行時才決定呼叫的函式，他是物件導向的核心概念。當多型應用形參的資料交，可以接受更多的型別，當多型用於返回值型別的時候，可以返回更多型別的資料，多型可以讓你的程式碼擁有更好的擴充套件性

構成多型的條件

• 繼承的存在
• 子類要重寫父類的虛擬函式
• 父類的指標/引用呼叫重寫虛擬函式

什麼是重寫：

• 不在同一作用域內（分別在父類和子類中）
• 基類函式必須是虛擬函式（virtual關鍵字）
• 函式名相同，引數相同，返回值相同（協變除外）
• 訪問修飾符可以不同（公有，保護…）

場景一：父類和子類都加virtual：

class person
{
public:
	virtual void buytickets()
	{
		cout << "買票" << endl;
	}
};

class student :public person
{
public:
	virtual void buytickets()
	{
		cout << "買票——半價" << endl;
	}
};

void Fun(person& p)
{
	p.buytickets();
}

void Test()
{
	person p;//父類物件
	student s;//子類物件
	Fun(p);
	Fun(s);
}

輸出為： 

當使用基類的指標或引用呼叫重寫的虛擬函式時，當指向父類物件呼叫的就是父類的虛擬函式，指向子類的物件就是呼叫子類的虛擬函式。

多型跟型別無關，跟物件有關

場景二：基類中函式不加virtual

構成多型時，父類的函式必須是虛擬函式（virtual），為什麼

class person
{
public:
	void buytickets()
	{
		cout << "買票" << endl;
	}
};

class student :public person
{
public:
	virtual void buytickets()
	{
		cout << "買票——半價" << endl;
	}
};

void Fun(person& p)
{
	p.buytickets();
}

void Test()
{
	person p;//父類物件
	student s;//子類物件
	Fun(p);
	Fun(s);
}

• 輸出為：

• 如果將父類的virtual，那麼就不能構成多型，即使你建立了子類物件和父類物件，呼叫的也都是父類的函式//輸出“買票”。與物件無關，不能構成多型
• 而如果將子類中的virtual去掉，而父類中的還在，同樣可以構成多型。 

場景三：派生類中函式不加virtual

class person
{
public:
	virtual void buytickets()
	{
		cout << "買票" << endl;
	}
};

class student :public person
{
public:
	void buytickets()
	{
		cout << "買票——半價" << endl;
	}
};

void Fun(person& p)
{
	p.buytickets();
}

void Test()
{
	person p;//父類物件
	student s;//子類物件
	Fun(p);
	Fun(s);
}

輸出為：

 

2.多型的分類：

• 編譯時的多型性（靜態多型）：靜態多型就是過載，因為是在編譯時即確定型別大小，所以稱為靜態多型。
• 執行時多型性（多型多型）：通過繼承重寫基類的虛擬函式實現，在程式執行時決議確定，所以稱為動態

動態多型：上述程式碼即使動態多型

每一個帶有虛擬函式的物件都會有一個虛擬函式表，虛擬函式表裡存的時函式指標，呼叫的時候，指標就去虛擬函式表裡查詢。

發生重寫之後，下一次父類指向我們呼叫的fun（）函式時，它呼叫到的就是子類的fun（）函式。

多型：

• 多型是物件導向的三大特徵直以，分為靜態多型和多型多型
• 靜態多型包含函式過載與泛型程式設計，靜態多型是程式呼叫函式，編譯器決定使用那塊可執行程式碼塊
• 動態多型是由繼承機制及虛擬函式實現的，通過指向派生類的基類指標或引用，訪問派生類中透明覆蓋成員函式
• 多型的作用：把不同的子類物件都當作父類來看，可以遮蔽不同子類物件之間的差異，寫出通用的程式碼，做出通用的程式設計，一適應需求的不斷變化。

 

類成員函式中過載/重定義（隱藏）/重寫（覆蓋）的區別

1.函式過載：通常是一組功能相似但是引數型別不同的函式

• 函式要在相同的作用域中
• 函式名相同
• 函式的引數列表不同（引數個數，引數順序，引數型別），與返回值無關

 2.函式覆蓋（重寫）：覆蓋是指在派生類裡覆蓋基類的函式

• 函式在不同作用域中（基類和派生類）
• 倆個函式名相同/引數相同/返回值相同（協變除外）
• 基類必須是虛擬函式（派生類最好也是）
• 訪問修飾符可以不同

3.函式隱藏（重定義）：派生類的函式遮蔽了與其名字相同的基類函式

• 函式的作用域不同（基類，派生類）
• 函式名相同（只要名字相同就可以構成隱藏）
• 如果派生類函式與基類函式引數相同，但是基類中沒有virtual，就構成函式隱藏