C++ ----------- 多态性与虚函数

多态

在C++中，多态表现形式之一是：具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样就可以实现用一个函数名调用不同内容的函数。从系统实现的角度来看，多态性分为两类：静态多态性和动态多态性。

• 静态多态性
  静态多态性是通过函数重载实现的。由函数重载和运算符重载（运算符重载的实质上也就是函数重载）形成的多态性属于静态多态性，在程序编译时就能决定要调用的是哪个函数，静态函数又称为编译时的多态性，特点：速度快，效率高，但缺乏灵活性。

• 动态多态性
  不在编译时确定调用的是哪个函数，而是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的对象，动态多态性是通过虚函数来实现的。

利用虚函数实现多态性

虚函数：所谓虚函数，就是在基类声明函数是虚拟的，并不是实际从在的函数，然后在派生类中才正式定义此函数。在程序运行期间，用指针指向某一派生类对象，这样就能调用指针指向的派生类对象中的函数，而不是调用其他派生类中的函数。虚函数的作用是允许派生类中重新定义与基类的重名函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数。

在声明函数时加关键字 virtual

virtual void display();

由虚函数实现的动态多态性就是：同一类族中不同类的对象，对同一函数调用做出不同的响应。 在派生类中重新定义此函数，函数名、函数类型、函数参数个数必须与基类的虚函数相同，根据派生类的需要重新定义函数体。如果派生类中没有对基类的虚函数重新定义，则派生类简单地继承其直接基类的虚函数。

虚析构函数

int main()
{
	Point *p = new Circle; //Point为基类 Circle 为派生类。
	delete p;
	return 0;
}

如果在虚函数中添加输出标志，此程序只执行了基类Point的析构函数，没有执行派生类的虚构函数，如果希望执行派生类circle的析构函数，可以将基类的析构函数声明为虚析构函数。

virtual ~Point(){cout<<"~Point"<<endl};

当基类的析构函数为虚函数时，无论指针指的是同一类中的哪一个类对象，系统会自动采用动态关联，调用相应类的析构函数。（构造函数不能声明为虚函数，在执行构造函数时类对象还为完成建立过程，所以谈不上函数与类对象的绑定）。

纯虚函数和抽象类

1. 纯虚函数

virtual float area() const = 0;

• 纯虚函数没有函数体；
• 最后面的“=0”并不代表函数返回值为0，它只是起形式上的作用，告诉编译系统“这是纯虚函数”；
• 在派生类中对此函数定义后，才能具备函数的功能，可以被调用，如果在其他派生类中没有对该函数定义，该虚函数在派生类中仍为纯虚函数。

2. 抽象类
用来定义对象而只作为一种基本类型用作继承的类，称为抽象类。凡包含虚函数的类都是抽象类。因为纯虚函数不能被调用，包含纯虚函数的类是无法建立对象的，但可以定义指向抽象类数据的指针变量。
作用：用它作为基类去建立派生类。

动态关联和静态关联

• 函数的重载和通过对象名调用的虚函数，在编译时即可确定调用的虚函数属于哪一类，其过程为静态关联。
• 在运行阶段，指针可以先后指向不同的类对象，从而调用同一类族中不同类的虚函数，在运行期间把虚函数类对象绑定在一起，此过程称为动态关联。