多态的特性

多态:可以理解为事物存在的多种体现形式。说白了就是父类的引用指向了自己子类的对象。

如;一个人类 

people  p =new manpeople();

manpeople 是people中的一部分,类型向上提升所以叫做上转型。

多态中还有向下转型就是强制将父类的引用访问转成子类类型。

多态是类与类之间的关系,要么继承,要么实现,通常情况下还有一个前提就是覆盖。

多态既有好处又有弊端,

好处就是大大提高了程序的扩展性。

弊端就是只能使用父类的引用访问父类中的成员。



### C++ 中的多态特性及其使用方法 #### 静态多态(编译时多态) 静态多态主要通过函数重载和运算符重载实现。这种类型的多态在编译阶段就已经确定好了具体调用哪个版本的方法或操作符。 例如,在 `std::cout` 的使用过程中,当向其传递不同类型的数据时,实际上是调用了不同版本的操作符重载函数[^1]: ```cpp #include <iostream> int main() { int i = 1; double d = 2.2; std::cout << i << std::endl; // 调用的是针对整型的<<重载版 std::cout << d << std::endl; // 调用的是针对浮点数的<<重载版 return 0; } ``` 以上代码展示了如何利用静态多态处理不同数据类型的情况。 #### 动态多态(运行时多态) 动态多态则依赖于虚函数机制,它允许子类重新定义父类中的成员函数行为,并且可以通过基类指针或者引用访问派生类的具体实现方式。这使得程序能够在执行期间决定实际要调用哪一个覆盖后的函数版本[^3]。 下面是一个关于售票系统的例子说明了这一点: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Person { public: virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; } }; class Student : public Person { public: virtual void BuyTicket() override { cout << "买票-半价" << endl; } }; void Func(Person& p) { p.BuyTicket(); } int main() { Person ps; Student st; Func(ps); // 输出: 买票-全价 Func(st); // 输出: 买票-半价 return 0; } ``` 在这个案例里, 函数 `Func()` 接收了一个 `Person` 类型的对象作为参数并调用了它的 `BuyTicket()` 方法。然而由于传入的实际对象分别是 `Person` 和 `Student`, 所以最终打印出来的结果会有所不同——这就是典型的动态绑定效果. 另外需要注意的一点是虚拟表(vtable)的存在对于支持此类功能至关重要。即使某个类只含有一个纯虚函数也会导致该实例占用额外的空间存储指向vptr(虚拟表指针)的信息。如下所示的一个简单测试可以验证这点: ```cpp #include <iostream> class Base { public: virtual void Func1() {} private: char _c; }; int main(){ cout << sizeof(Base) << endl; // 结果通常是8字节而非原来的1字节 return 0; } ``` 这里的结果表明即使是单继承结构下也至少需要两个内存单元分别保存原始数据成员以及用于管理多态性的元信息[^2]。
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