【C++】多态相关知识详细梳理

1.多态的概念

        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。

        例如：一个人去买票，成年人是全额，学生票是半价。

        多态的概念倒是很简单。

2.如何构成多态

        2.1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，Military也继承了Person。Person对象买票全价，Student对象买票半价，Military买票优先。

        首先多态是继承关系中发生的，此外还有两个条件：

        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。

        2.2虚函数

        这里就不得不引出虚函数的概念了：

        虚函数：即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。

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

        2.3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; }
/*注意：在重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，
虽然也可以构成重写,但是该种写法不是很规范，不建议这样使用*/
    /*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;
}

        那重写后有什么用呢， 定义虚函数是为了重写，重写是为了构成多态。

        运行上面这行代码，可以发现，当Func函数传入Person对象时，调用的函数是Person::BuyTicket的方法，而传入st对象时，调用的是Student::BuyTicket的方法，也就是所谓的重写后的方法。由此我们就看到了多态的基本实现方法。

        总结：在传入基类指针或引用调用重写的虚函数时，如果基类指针指向派生类（是不是通过切片获得），就调用派生类重写的方法，否则调用基类的方法。

        此外，还需要提及虚函数重写中的两个例外：

        1. 协变(基类与派生类虚函数返回值类型不同，其他相同)

        派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同，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。

例如：

class A{};

class B : public A {};

class Pe