C++ 多态详解【建议收藏】

🎈 作者：Linux猿

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这篇文章对多态做一个总结，同时对虚函数、纯虚函数、重载、覆盖、隐藏作相应的总结。

1.1 定义

    如果有几个相似而不完全相同的对象，有时人们要求在向他们发出同一消息时，他们的反应各不相同，分别执行不同的操作，这种情况就是多态现象。C++所谓的多态是指，由继承而产生的相关的不同的类，其对象对同一消息会作出不同的响应。在基类的函数前加上virtual关键字，在派生类中重写该函数，运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。如果对象类型是派生类，就调用派生类的函数；如果对象类型是基类，就调用基类的函数。

2 虚函数

2.1 定义

    虚函数是一种在基类定义为virtual的函数，并在一个或多个派生类中重新定义的函数。

2.2 格式

class 类名{
    vitrual 函数声明
};

2.3 规则

在基类中用virtual声明成员函数为虚函数。类外实现虚函数时，不必再加virtual；

在派生类中重新定义此函数称为覆写，要求函数名，返回类型，函数参数个数及类型全部匹配。并根据派生类的需要重新定义函数体；

当一个成员函数被声明为虚函数后，其派生类中完全相同的函数（显示的写出）也为虚函数。可以在其前面加上vitrual以示清晰；

定义一个基类对象的指针，并使其指向子类的对象，通过该指针调用虚函数，此时调用的就是指针变量指向对象的同名函数；

子类中覆写的函数，可以为任意访问类型，依子类需求决定；

只有类中的成员函数才能声明为虚函数，因为虚函数仅适用于与有继承关系的类对象，所以普通函数（包括友元函数）不能声明为虚函数；

静态成员函数不能是虚函数，因为静态成员函数不受限于某个对象；

内联函数不能是虚函数，因为内联函数不能再运行中动态确定位置；

构造函数不能是虚函数，析构函数可以是虚函数，而且通常声明为虚函数（析构函数比较特殊，因为派生类的析构函数跟基类的析构函数名称不一样，但是构成覆盖，这里编译器做了特殊处理）；

3 纯虚函数

3.1 格式

class 类名{
    vitrual 函数声明=0;
};

3.2 规则

含有纯虚函数的类，称为抽象基类，不可实例化。即不能创建对象，存在的意义就是被继承，提供族类的公共接口，java中称为interface。
纯虚函数只有声明，没有实现，被“初始化”为0。
如果一个类中声明了纯虚函数，而在派生类中没有对该函数定义，则该虚函数在派生类中仍然为纯虚函数，派生类仍然为纯虚基类。

4 多态

多态可以分为静多态和动多态，如下图所示。

4.1 静多态

    静多态是在编译的时候就确定调用函数的类型，函数重载就是一个典型的静多态。

    函数重载的规则：

（1）函数名相同；

（2）参数的个数不同、参数的类型不同、参数的顺序不同，均可构成重载；

（3）返回类型不同不可以构成重载；

（4）相同的范围（在同一个类中）。

4.2 动多态

    在运行的时候才确定调用哪个函数，动态绑定。实质是子类重新定义了父类的虚函数，父类的指针根据赋给它的不同子类的指针，动态的调用属于子类的该函数，这样的函数调用在编译期间无法确定。这里需要引入一个概念：覆盖。覆盖是指派生类中重新定义父类中的函数，其函数名、参数列表、返回类型必须同父类中的相对应被覆盖的函数严格一致，只有函数体不同。

覆盖的规则：

（1）函数名相同；

（2）参数相同；

（3）基类函数必须有virtual关键字；

上面已经提及重载和覆盖，接着说一下隐藏：隐藏是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数。

规则：

（1）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同，此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）；

（2）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）；

加个图：

参考文献：

[1] https://www.cnblogs.com/Allen-rg/p/6927129.html

[2] https://www.cnblogs.com/dormant/p/5223215.html

[3] https://www.cnblogs.com/cxq0017/p/6074247.html

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