多态的实现

概念

在继承中，有时候基类的一些函数在派生类中也是有用的，但是功能不够全或者两者的功能实现方式就是不一样的，这个时候就希望重载那个基类的函数。

为了在调用函数时，出现不知道调用基类的还是子类的情况出现，就提出了多态。

实现方式

多态是依赖于虚函数实现的。

虚函数可以实现堕胎的原因：基类和派生类均有自己的虚函数表，在调用虚函数时，通过虚函数表调用对应的函数。

注意事项： 

虚函数本质上是一种迟后联编，生成虚函数表会增大空间上的消耗（除非两个函数的返回类型，参数类型，参数个数都相同，否则起不到多态的作用，也就不需要用虚函数了）。

有一种特殊情况，如果基类中虚函数返回一个基类指针或引用，派生类中返回一个派生类的指针或引用，则c++将其视为同名虚函数而进行迟后联编。

代码

#include<iostream>
using namespace std;

class A{
public :
    void print(){ cout << "基类priint" << endl; }
    void print1(){ cout << "基类print1" << endl; }
	virtual void print2(){ cout << "基类print2" << endl; }
	virtual void print3(){ cout << "基类print3" << endl; }

};

class B:public A{
public:
    void print() { cout << "继承类print" << endl; }
    virtual void print1() { cout << "继承类print1" << endl; }
	void print2() { cout << "继承类print2" << endl; }
	virtual void print3() { cout << "继承类print3" << endl; }
};

void fn(A &s){//传引用
    s.print();
    s.print1();
	s.print2();
	s.print3();
}
void fn1(B &s){//传引用
    s.print();
    s.print1();
	s.print2();
	s.print3();
}
int main(){
    A a;
    B b;
    fn(a);//均调用基类的函数
	cout<<endl;
    fn(b);//仅print2和print3调用继承类的函数
	cout<<endl;
	//fn1(a);//编译出错,类A的对象不能用类B初始化
	fn1(b);
    return 0;
}

实现结果：

基类和派生类均返回各自的指针和引用

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;

class A{
public :
    virtual A * fun(){
        cout << "基类fun" << endl;
        return this;
    }
	virtual A * fun1(){
        cout << "基类fun1" << endl;
        return this;
    }
	A * fun2(){
        cout << "基类fun2" << endl;
        return this;
    }
};
class B :public A{
public :
    virtual B * fun(){
        cout << "派生类fun" << endl;
        return this;
    }
	B * fun1(){
        cout << "派生类fun1" << endl;
        return this;
    }
	B * fun2(){
        cout << "派生类fun2" << endl;
        return this;
    }
};

void test(A & x){
    x.fun();
	x.fun1();
	x.fun2();
}

int main()
{
    A a;
    B b;
    test(a);
	cout<<endl;
    test(b);
    return 0;
}

 执行结果

使用虚函数的限制 

（1）只有类成员函数才能声明为虚函数（因为虚函数只适用于有继承关系的类对象中）
（2）静态成员函数不能声明为虚函数，（因为静态成员函数不受限于某个对象，整个内存中只有一个，故不会混淆）
（3）内联函数、构造函数不可以被继承
（5）析构函数可以被继承，而且通常声明为虚函数。

纯虚函数

纯虚函数声明格式：virtual 返回值类型成员函数名（参数表）=0；

必要性：很多情况下，基类本身生成对象是不合理的；此时将函数定义为纯虚函数，则编译器要求派生类中必须予以重载实现多态性。

举例：动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类，但动物本身生成对象明显不合常理。

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;

class A{
public :
    virtual void fun() = 0;
};
class B :public A{
public :
    virtual void fun(){cout << "继承类" << endl;}
};

int main(){
    B b;
    b.fun();
    return 0;
}

抽象类

含有纯虚函函数的类；这种类不能生产对象。

抽象类只能用于被继承，而不能直接创建对象的类，只能作为接口使用。

抽象类（接口）

#include<iostream>
using namespace std;

class Shape{//抽象类
public:
	virtual int getArea()=0;//提供接口框架的纯虚函数
	void setWidth(int w){
		width=w;
	}
	void setHeight(int h){
		height=h;
	}
protected:
	int width;
	int height;
};
class Rectangle:public Shape{
public:
	int getArea(){
		return(width*height);
	}
};
class Triangle:public Shape{
public:
	int getArea(){
		return(width*height)/2;
	}
};
int main(){
	Rectangle Rect;
	Triangle Tri;
	
	Rect.setWidth(5);
	Rect.setHeight(7);
	cout<<"长方形面积="<<Rect.getArea()<<endl;
	
	Tri.setWidth(5);
	Tri.setHeight(7);
	cout<<"三角形面积="<<Tri.getArea()<<endl;
}