虚函数与多态

一、概念

1.多态定义：

多态是对程序通用性的追求，同一名称实现不同的功能，达到行为标识同一。

2.多态的实现：

编译时（静态）的多态：

• 通过函数重载和运算符重载实现
• 这种多态是静态的

运行时（动态）的多态 ：

• 通过类继承关系和虚函数实现
• 这种多态是动态的
• 程序执行前，无法根据函数名和参数来确定该调用哪一个函数
• 在执行过程中，根据执行的具体情况来动态地确定

二、虚函数

1.虚函数定义：

 虚函数必须是类的成员函数，使用关键字virtual说明

2.定义格式：

virtual 返回类型 函数名(参数表)
{
    ...
};

 2.虚函数的继承性：

• 虚函数具有继承性。基类中声明了虚函数，派生类中无论是否说明，同原型函数都自动为虚函数。
• 因此，在派生类中重新定义虚函数时，不必加关键字virtual。
• 在派生类中重新定义虚函数时，不仅要同名，参数列表和返回类型也必须全部与基类中的虚函数一样，否则会被认为是重载，而不是虚函数

 3.注意：

•  若虚函数的定义形式为类内定义，类外声明。“virtual”就只用于类内声明，类外定义不使用“virtual”。
• 虚函数仅适用于有继承关系的类对象，只有类的成员函数才能说明为虚函数。
• 类中的静态成员函数为同一类对象共有，不限于某个对象，不能作为虚函数。
• 因为在调用构造函数时对象还没有完成创建，所以构造函数不能定义为虚函数。
• 析构函数可以定义为虚函数，通常把析构函数定义为虚函数，实现撤销对象时的多态。

 4.多态VS类型兼容：

 

5.纯虚函数

 纯虚函数是类的成员函数，类内的定义格式如下：

virtual 返回类型 函数名(参数表)=0;

有时，定义基类不是为了衍生基类对象，而是为了建立一个通用模板，派生出一系列子类或者为动态多态提供操作接口。

为了解决以上问题，可以将基类的成员函数定义为纯虚函数。

6.抽象类VS纯虚函数

虽然纯虚函数没有实现代码，但它为动态多态提供了操作接口

含有纯虚函数的类称为抽象类

抽象类无法实例化，不能生成对象

继承了抽象类的派生类可以依照本类的特性完成纯虚函数的定义，然后产生对象

如果继承了抽象类的派生类不完成纯虚函数的定义，派生类也成为抽象类

三、多态作用

 基类派生出多个子类，这些派生类和基类一起构成了类的“家族”

多态提供了基于类族的通用操作接口

提升了程序的通用性，针对某一个类写出一段程序，这段程序可以适用于该类的所有派生类