【C++】—多型（上）動態多型
一、多型
1、 概念：同一事物表現出的多種形態，同一操作作用於不同的物件，可以有不同的解釋，產生不同的執行結果。在執行時，可以通過指向基類的指標，來呼叫實現派生類中的方法。
2、 舉例子：
#include<windows.h>
class WashRoom
{
public:
void GoToManWashRoom()
{
cout << "Man ---> Please Left" << endl;
}
void GoToWomanWashRoom()
{
cout << "Woman ------> Please Right" 3、 多型的分類
（1）靜態多型：編譯器在編譯期間來確定程式的行為（確定具體呼叫哪個函式）
A：函式過載
B：泛型程式設計
（2）動態多型：程式執行時來確定程式的行為（確定具體呼叫哪個函式）
4、 動態多型實現條件
（1） 基類中必須包含虛擬函式，在派生類中必須對基類的虛擬函式進行重寫
（2） 必須通過基類指標或引用呼叫虛擬函式
//1、基類中必須包含虛擬函式，且派生類一定要對基類中的虛擬函式進行重寫（原型一致）
class Base
{
public:
virtual void TestFunc1()
{
cout << "Base::TestFunc1()" << endl;
}
virtual void TestFunc2()
{
cout << "Base::TestFunc2()" << endl;
}
void TestFunc3()//基類無虛擬關鍵字，派生類有
{
cout << "Base::TestFunc3()" << endl;
}
virtual void TestFunc4(int)//派生類中是char,引數型別不一樣
{
cout << "Base::TestFunc4()" << endl;
}
/*virtual int TestFunc5()
{
cout << "Base::TestFunc5()" << endl;
return 0;
}*/
//協變—基類（派生類）虛擬函式返回基類（派生類）指標或引用
virtual Base* TestFunc5()
{
cout << "Base::TestFunc5()" << endl;
return this;
}
virtual Base& TestFunc6()
{
cout << "Base::TestFunc6()" << endl;
return *this;
}
~Base()//解構函式
{
cout << "Base::~Base()" << endl;
}
};
class Derived : public Base
{
public:
virtual void TestFunc1()
{
cout << "Derived::TestFunc1()" << endl;
}
void TestFunc2()//派生類無虛擬關鍵字，基類有
{
cout << "Derived::TestFunc2()" << endl;
}
virtual void TestFunc3()
{
cout << "Derived::TestFunc3()" << endl;
}
//沒有構成重寫（引數型別不同）
virtual void TestFunc4(char)//基類中是int 引數型別不同
{
cout << "Derived::TestFunc4()" << endl;
}
//virtual char TestFunc5()//不能重寫，返回型別不同
//{
// cout << "Derived::TestFunc5()" << endl;
// return 0;
//}
//協變—基類（派生類）虛擬函式返回基類（派生類）指標或引用
virtual Derived* TestFunc5()
{
cout << "Derived::TestFunc5()" << endl;
return this;
}
virtual Derived& TestFunc6()
{
cout << "Derived::TestFunc6()" << endl;
return *this;
}
virtual ~Derived()
{
cout << "Derived::~Derived()" << endl;
}
};
//2、通過基類物件的指標或引用呼叫虛擬函式
void TestVirtualFunc(Base& b)
{
b.TestFunc1();
b.TestFunc2();
b.TestFunc3();
b.TestFunc4(10);
b.TestFunc4('a');
}
int main()
{
Base* pb = new Derived;//基類的指標，指向派生類的物件
delete pb;//如果呼叫基類裡的析構，則沒有重寫；反之
Base b;
Derived d;
//如果引用的是基類的物件，呼叫基類裡對應的虛擬函式
//如果引用的是派生類的物件，則呼叫派生類裡對應的虛擬函式
TestVirtualFunc(b);
TestVirtualFunc(d);
return 0;
}返回值不同不能重寫
5、 重寫
（1）基類中的函式必須為虛擬函式
（2）派生類中重寫的虛擬函式必須與基類的虛擬函式型別保持一致（返回值、函式名字（引數列表））
例外：
協變：基類中虛擬函式返回基類物件的指標或引用，派生類中虛擬函式返回派生類物件的指標或引用——返回值型別不同
解構函式——基類和派生類中函式的名字不同
（3）基類中虛擬函式和派生類虛擬函式的訪問限定符可以不同
——過載、重寫、重定義
6、程式碼實現多型
class Base
{
public:
virtual void TestFunc1()
{
cout << "Base::TestFunc1()" << endl;
}
virtual void TestFunc2()
{
cout << "Base::TestFunc2()" << endl;
}
virtual void TestFunc3()
{
cout << "Base::TestFunc3()" << endl;
}
int _b;
};
class Derived :public Base
{
public:
virtual void TestFunc2()
{
cout << "Derived::TestFunc2()" << endl;
}
virtual void TestFunc3()
{
cout << "Derived::TestFunc3()" << endl;
}
int _d;
};
void TestVirtualFunc(Base& b)
{
b. TestFunc1();
b. TestFunc2();
}
int main()
{
Base b;
Derived d;
TestVirtualFunc(b);
TestVirtualFunc(d);
return 0;
}
7、動態多型呼叫原理
多型的條件已經完全滿足
1）從物件的前4個位元組中取虛表地址
2） 傳參（虛擬函式形參+this）
3） 從虛表中取虛擬函式地址
4） 呼叫該虛擬函式
二、抽象類
1、概念
在成員函式(必須為虛擬函式)的形參列表後面寫上=0，則成員函式為純虛擬函式。包含純虛擬函式的類叫做抽象類（也叫介面類），抽象類不能例項化出物件。純虛擬函式在派生類中重新定義以後，派生類才能例項化出物件。
class WC;
class Person
{
public:
virtual void GoToWC(WC& c) = 0;//純虛擬函式
};
class Man :public Person
{
public:
virtual void GoToWC(WC& c)
{
//
}
};
int main()
{
Person* p;
Man m;
return 0;
}
2、總結
（1）派生類重寫基類的虛擬函式實現多型，要求函式名、引數列表、返回值完全相同(協變除外)
（2）基類中定義了虛擬函式，在派生類中該函式始終保持虛擬函式的特性
（3）只有類的非靜態成員函式才能定義為虛擬函式，靜態成員函式不能定義為虛擬函式
（4）如果在類外定義虛擬函式，只能在宣告函式時加virtual關鍵字，定義時不用加
（5）建構函式不能定義為虛擬函式，雖然可以將operator=定義為虛擬函式，但最好不要這麼做，使用時容易混淆(?)
（6）不要在建構函式和解構函式中呼叫虛擬函式，在建構函式和解構函式中，物件是不完整的，可能會出現未定義的行為
（7）最好將基類的解構函式宣告為虛擬函式。(解構函式比較特殊，因為派生類的解構函式跟基類的解構函式名稱不一樣，但是構成覆蓋，這裡編譯器做了特殊處理)
（8）虛表是所有類物件例項共用的
class Base
{
public:
virtual void TestFunc1()
{
cout << "Base::TestFunc1()" << endl;
}
int _b;
};
int main()
{
cout << sizeof(Base) << endl;//8
Base b;
b._b = 1;
return 0;
}
