C++进阶：多态

一、多态的概念

二、多态的实现

1.多态的实现条件

2.虚函数

3.虚函数的重写(覆盖)

三、概念比较

四、抽象类

1.概念

2.接口继承与实现继承

一、多态的概念

在生活中我们通常会遇到以下的一个场景：领支付宝的红包。

明明都是同一个红包，不同的个体领取到的是不同的钱，也可以说领取的主体不同时得到的结果是不同的。这是一种多态。当然，最为常见的例子还是园区买票的啦，在售票处买票时，低于某个高度的儿童免票，学生半价，成人全价，老年人免票……这也是一种多态。综合分析，我们可以从中知道，这些个体都有一个共同的特征——人，还有一个共同的动作——买票。多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。至于如何实现多态，请继续往下看。

二、多态的实现

1.多态的实现条件

必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写

2.虚函数

虚函数是指被virtual关键字修饰的类成员函数。

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

3.虚函数的重写(覆盖)

派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数(即派生类虚函数与基类虚函数的返回值类型、函数名字、参数列表完全相同)，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。

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; }
    /*注意：在重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，虽然也可以构成重写(因
   为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范，不建议
   这样使用*/
    /*void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }*/
};
void Func(Person &p)
{
    p.BuyTicket();
}
int main()
{
    Person ps;
    Student st;
    Func(ps);
    Func(st);
    return 0;
}

但是值得注意的是，虚函数的重写还有两个例外：

协变(基类与派生类虚函数返回值类型不同)

派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指针或者引用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时，称为协变。

class A
{
};
class B : public A
{
};
class Person
{
public:
    virtual A *f() { return new A; }
};
class Student : public Person
{
public:
    virtual B *f() { return new B; }
};

析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)

如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加virtual关键字，都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同（其实也可以理解为编译器对基类和派生类的析构函数进行了一定的特殊处理，统一函数名为destructor）。

class Person
{
public:
    virtual ~Person() { cout << "~Person()" << endl; }
};
class Student : public Person
{
public:
    virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
// 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数，下面的delete对象调用析构函数，才能构成多态，才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数。 
int main()
{
    Person *p1 = new Person;
    Person *p2 = new Student;
    delete p1;
    delete p2;
    return 0;
}

三、概念比较

重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

四、抽象类

1.概念

在虚函数的后面写上=0 ，则这个函数为纯虚函数。包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口类），抽象类不能实例化出对象（但是可以作为基类指针）。派生类继承后也不能实例化出对象，只有重写纯虚函数，派生类才能实例化出对象。纯虚函数规范了派生类必须重写，另外纯虚函数更体现出了接口继承。

class Car
{
public:
    virtual void Drive() = 0;
};
class Benz : public Car
{
public:
    virtual void Drive()
    {
        cout << "Benz-舒适" << endl;
    }
};
class BMW : public Car
{
public:
    virtual void Drive()
    {
        cout << "BMW-操控" << endl;
    }
};
void Test()
{
    Car *pBenz = new Benz;
    pBenz->Drive();
    Car *pBMW = new BMW;
    pBMW->Drive();
}