【C/C++】3.面向对象编程的特性之多态

在C++中实现多态有两种主要方式：

1. 编译时多态（静态多态）：通常通过函数重载和运算符重载来实现。这种多态在编译时已经确定，不需要虚函数。

2. 运行时多态（动态多态）：通过虚函数和继承来实现。这种多态在运行时根据实际的对象类型决定调用哪个函数。

 

1. 重写/覆盖（Override）

• 定义：重写是指在派生类中重新实现基类中的虚函数。
• 特点：
  • 函数签名（函数名、参数类型和返回类型）必须和基类中的虚函数完全一致。
  • 主要用于实现运行时多态。
  • 必须在基类的虚函数前加 virtual 关键字，子类可以选择性地加 override 关键字明确表示重写。
• 作用：通过基类指针调用重写的虚函数时，会根据对象的实际类型选择合适的函数。

  示例：

  #include <iostream>

  using namespace std;

  class Animal {

    public: virtual void speak() {  // 父类中的虚函数

      cout << "Animal speaks" << endl;

    }

  };

  class Dog : public Animal {

    public: void speak() override {  // 重写父类的虚函数

      cout << "Dog barks" << endl;

    }

  };

  int main() {

    Animal* animal = new Dog(); // 使用父类指针指向子类对象

    animal->speak(); // 输出：Dog barks delete animal;

    return 0;

  }

 

【注】：

  动态绑定

   当基类中某个函数被声明为virtual时，派生类可以重写该函数，而在通过基类指针或引用访问派生类对象时，会根据实际的对象类型决定调用哪个版本的函数。这种在运行时根据对象的类型调用合适的函数称为动态绑定。

   ->优缺点：

• 优点：
  动态绑定提供了灵活的多态性，可以通过基类指针或引用来调用派生类的不同实现。这种方式使得代码更具可扩展性和可维护性，特别适用于设计接口和抽象基类。

• 缺点：
  动态绑定通常会引入一些运行时开销，例如虚函数表查找所需的时间开销。此外，动态绑定的使用也可能导致编译器优化受限。

 

2. 重载（Overload）

• 定义：重载是指在同一作用域中定义多个同名但参数列表不同的函数。
• 特点：
  • 函数名相同，但参数个数或类型必须不同。
  • 可以在同一个类中，或在基类与派生类之间。
  • 重载在编译时根据函数的参数列表来决定调用哪个函数，是一种静态多态。
• 作用：提高函数的灵活性和代码可读性，允许使用相同函数名进行不同操作。

  示例：

  #include <iostream>

  using namespace std;

  class Math {

    public:

      int add(int a, int b) { // 重载函数1

        return a + b;

      }

      double add(double a, double b) { // 重载函数2

        return a + b;

      }

  };