C++进阶教程- 多态

旧城等待， 2022-12-23 00:43 208阅读 0赞

## 多态的概念与分类 ##

多态是面向对象程序设计（OOP）的四大特性之一（封装、继承、多态、抽象）。在OOP中，一个接口多种实现即为多态。C++中的多态性具体体现在编译和运行两个阶段。

编译时的多态称为静态多态，通常也叫做静态联编，也就是在编译阶段就可以将函数调用和函数实现进行关联。  
运行时的多态称为动态多态，通常也叫做动态联编，也就是在运行时才能确定函数调用具体对应的函数实现。

我们都知道，在汇编层面，函数调用实际上就是通过函数地址进入函数内部，所以对应到这一层，静态多态也就是函数地址的早绑定，而动态多态也就是函数地址的晚绑定。

## 多态的作用 ##

封装可以实现代码的模块化和访问权限控制，继承可以实现类的重用，而多态的作用是实现接口重用。

## 静态多态 ##

静态多态往往通过函数重载和模板（泛型编程）来实现，具体示例如下：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    // 两个函数构成重载
    int add(int a, int b)
    { 
    	cout << "in add_int()" << endl;
    	return a + b;
    }
    
    double add(double a, double b)
    { 
    	cout << "in add_double()"<< endl;
    	return a + b;
    }
    
    template<typename T>
    T add(T a, T b)
    { 
    	cout << "in add_template()"<< endl;
    	return a + b;
    }
    
    int main()
    { 
    	cout << add(1, 1) << endl;
    	cout << add(1.1, 1.1) << endl;
    	cout << add<char>('A', ' ') << endl;
    }
    
    输出结果为：
    in add_int()
    2
    in add_double()
    2.2
    in add_template()
    A

## 动态多态 ##

动态多态最常见的用法就是声明基类的指针/引用，利用该指针/引用指向任意一个子类对象，调用相应的虚函数，可根据指向的子类的不同而调用不同的方法，实现"一个接口，多种实现"的目的。示例：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Base
    { 
    public:
    	virtual void func()
    	{ 
    		cout << "In Base::func()" << endl;
    	}
    };
    
    class Derived: public Base
    { 
    public:
    	virtual void func()
    	{ 
    		cout << "In Derived::func()" << endl;
    	}
    };
    
    int main()
    { 
    	Base *b = new Derived;
    	b->func();
    
    	Base &rb = *(new Derived)
    	rb.func();
    }
    
    程序执行结果：
    
    Derived::func()
    Derived::func()

通过上面的例子可以看出，在使用基类指针/引用指向子类对象时，调用的函数是子类中重写的函数，这样就实现了运行时函数地址的动态绑定，即动态联编。