C++多态

多态的概念

概念

多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态

比如买票，不同的身份票价是不同的。

多态分为静态的多态和动态的多态

静态的多态就是函数重载，比如库提供的swap

动态(运行时)的多态：a、派生类继承父类，完成虚函数的重写 b、基类的指针或者引用才能调用这个重写的虚函数

基类的指针或引用指向基类对象，调用基类的虚函数
基类的指针或引用指向派生类对象，调用派生类的虚函数

效果：调用函数与对象有关，指向哪个对象就调用哪个虚函数

多态的定义及实现

多态的构成条件

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。比如Student继承了Person。
Person对象买票全价，Student对象买票半价。
那么在继承中要构成多态还有两个条件：

1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
2. 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

虚函数

虚函数：被virtual修饰的类成员函数称为虚函数

注意：这个virtual关键字与菱形虚拟继承的关键字没有关系，两者的作用不同

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

虚函数的重写

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; 
    }

};

void Func(Person& p)
{
    
    p.BuyTicket(); 
}

int main()
{
   
	Person ps;
	Student st;
    
	Func(ps);
	Func(st);
    
	return 0;
}

效果：

虚函数重写的三个例外：

1. 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。注意返回的两个类必须也是继承关系

   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;
       }
   };
   

2. 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。函数名不相同，看起来违背了重写的规则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处理，编译后析构函数的名称统一处理成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，否则p2调用的是Person的析构函数，这样Student的资源就没有释放，会引起内存泄漏
   
   int main()
   {
        
       Person* p1 = new Person;
       Person* p2 = new Student;
   
       delete p1;
       delete p2;
   
       return 0;
   }
   

   如果Student不重写的话：

   

   这样就会造成Student的内存泄漏，所以继承时要对析构进行重写。

3. 重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，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

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