C++多态——虚函数(1)

其实在学习的时候，一直没有搞懂为什么要用虚函数，为什么需要传递基类的引用或者指针，要用谁的时候写谁不就好了。其实这时候我的思维还局限在面向过程编程，不是面向对象编程。现在搞明白了，因为多态，利用继承的思想，减少代码复用。我们来看下面的例子。

#include<iostream>
using namespace std;

// 基类Fish
class Fish{
    public:
        // virtual void Swim(){
        void Swim(){
            cout << "Fish Swim." << endl;
        }
        virtual void Sleep(){
            cout << "Fish Sleep." << endl;
        }
        
};

// 派生类Tuna
class Tuna:public Fish{
    public:
        void Swim(){
            cout << "Tuna Swim." << endl;
        }
        void Sleep(){
            cout << "Tuna Sleep." << endl;
        }
    
};

// 派生类Carp
class Carp:public Fish{
    public:
        void Swim(){
            cout << "Carp Swim." << endl;
        }
        void Sleep(){
            cout << "Carp sleep." << endl;
        }
};

// 有一个函数，接受Fish类型的参数，调用sleep函数
// 我们直接创建想要的对象，就行调用就行
// 比如说，我们想要Tuna和Carp显示sleep
void SleepFish(Fish & fish){
    fish.Sleep();
}
// 如果为每个派生类都建立一个函数
// 会非常的繁琐，比如说swimfish
// 如果直接调用派生类对象，
// 那么每次添加新的派生类时，都需要修改代码来处理新的类。
// 而使用虚函数，只需要在新的派生类中重写虚函数即可。
void SwimFish(Tuna & fish){
    fish.Swim();
}

int main(){
    Tuna mydinner;
    //直接调用sleepfish
    SleepFish(mydinner);
    //swimfish就需要为每个派生类对象创建不同的函数
    SwimFish(mydinner);
    // 直接调用sleepfish
    Carp mylunch;
    SleepFish(mylunch);    
    return 0;
}

代码中所写，我们在基类中将Sleep()设置为虚函数，在派生类中重写Sleep()。 当我们实例化一个Tuna的对象mydinner时，在函数SleepFish传入对象mydinner，在函数中调用Sleep，会显示“Tuna sleep.”。同理，实例化一个Carp对象mylunch，会显示“Carp sleep.”。在Swim()中，假如我们想在函数SleepFish中调用不同对象的Swim，就需要创建不同的SwimFish，比较繁琐。也是正因为如此，多态的思想体现了出来，允许不同类的对象对同一消息做出响应的能力，即同一个函数调用可以有不同的行为。

 

多态主要有两种形式：

1.编译时多态（早期绑定）：这种多态通过函数重载（Overloading）和方法重写（Overriding）实现。函数重载发生在同一个类中，当有多个同名函数但参数列表不同时。方法重写发生在继承关系中，子类重写父类的方法，但保持相同的方法签名（方法名、参数列表和返回类型）。

2.运行时多态（晚期绑定）：这种多态主要通过虚函数（Virtual Functions）实现。当一个基类的指针或引用指向派生类的对象，并调用一个虚函数时，将根据对象的实际类型来确定调用哪个函数。这通常涉及到动态绑定（Dynamic Binding），即在程序运行时确定方法的调用。