EasyC++,多態
多態
在我們之前介紹的繼承的情況當中,派生類調用基類的方法都是不做任何改動的調用。
但有的時候會有一些特殊的情況,我們會希望同一個方法在不同的派生類當中的行為是不同的。舉個簡單的例子,比如speak方法,在不同的類當中的實現肯定是不同的。如果是Human類,就是正常的說話,如果是Dog類可能是汪汪,而Cat類則是喵喵。
在這種情況下只是簡單地使用繼承是無法滿足我們的要求的,最好能夠有一個機制可以讓方法有多種形態,不同的對象去調用的邏輯不同。這樣的行為稱為多態。
這里稍微強調一下,多態是一種面向對象的設計思路,本身和C++不是強綁定的,其他語言當中一樣有多態,只不過實現的方式可能有所不同。
在C++當中有兩種重要的機制用于實現多態:
- 在派生類當中重新定義基類的方法
- 使用虛方法
我們來看一個例子:
- class Mammal {
- private:
- string name;
- public:
- Mammal(string n): name(n) {}
- string Name() const{
- return name;
- }
- virtual void speak() const {
- cout << "can't say anything" << endl;
- }
- virtual ~Mammal() {};
- };
- class Human : public Mammal{
- private:
- string job;
- public:
- Human(string n, string j): Mammal(n), job(j) {}
- virtual void speak() const {
- cout << "i'm human" << endl;
- }
- };
由于示例比較簡單,所以我們把類的聲明和實現寫在一起了。
從結構上來看,這就是一個簡單的繼承,我們實現了兩個類,一個叫做Mammal,一個叫做Human,然后給它們各自定義了一些成員變量。
值得注意的是speak函數,我們在函數聲明前面加上了一個關鍵字virtual,這表示這是一個虛函數。
方法被定義成虛方法之后,在程序執行的時候,將會根據派生類的類型來選擇執行的方法版本。在進行調用的時候,程序是根據對象類型而不是引用和指針的類型來選擇執行的方法,如:
- Mammal *m = new Human("man", "spiderman");
- m->speak();
這里我們用一個Mammal的指針指向了一個Human類型的對象,當我們調用方法的時候,由于speak方法是一個虛方法。因此執行的時候程序會根據對象的類型也就是Human去執行Human對象中的speak方法,而不是Mammal中的。
通常我們會將析構函數也設置成虛方法,因為派生類當中往往有一些專屬成員,這是一種慣例。因為如果析構函數不是虛函數,那么只會調用對應指針類型的析構函數,這意味著可能在一些情況下產生錯誤和問題。
在上述的示例當中,我們是將類方法的實現和聲明寫在一起了,如果還是采取和之前一樣分開實現的方式,需要注意我們無需在函數簽名中加上virtual關鍵字。
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