多态

1、何为多态？

定义：

系统在运行时（而非编译时），能够根据其类型确定调用哪个重载的成员函数的能力，称为多态性。

特点：

（1）多态是面向对象的重要特性，简单点说:“一个接口，多种实现”，就是同一种事物表现出的多种形态。

（2）多态就是抽象化的一种体现，把一系列具体事物的共同点抽象出来, 再通过这个抽象的事物, 与不同的具体事物进行对话。

（3）对不同类的对象发出相同的消息将会有不同的行为。

比如，你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了。至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。

（4）多态允许将子类的对象当作父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。这里引用和调用方法的代码编译前就已经决定了,而引用所指向的对象可以在运行期间动态绑定。

（5）多态分为编译时多态（函数参数个数不同或者参数类型不同）和运行时多态（虚函数和纯虚函数）。

2、作用

（1）应用程序不必为每一个派生类编写功能调用，只需要对抽象基类进行处理即可。大大提高程序的可复用性。//继承

（2）派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用，这叫向后兼容，可以提高可扩充性和可维护性。

        //多态的真正作用，以前需要用switch实现

（3）隐藏实现细节，使得代码能够模块化（虚函数）。

3、虚函数

class Student
{
    public:
        Student(){}
        ~Student(){}
    void 交学费(){}
        //......
};

里面有一个 “交学费”的处理函数，因为大学生和小学生一些情况类似，我们从小学生类中派生出大学生类：

class AcadStudent:public Student
{
    public:
        AcadStudent(){}
        ~ AcadStudent(){}
    void 交学费(){}
        //.......
};

中学生交费和大学生交费情况不同，所以虽然我们在大学生中继承了中学生的"交学费"操作，但我们不用这个继承来的操作，把它重载，定义大学生自己的交学费操作，这样当我们定义了一个小学生，一个大学生后：

Student A;
AcadStudent B;

A.交学费(); 即调用小学生的交学费操作，B.交学费();是调用大学生的交学费操作，功能是实现了，但是你要意识到，可能情况不仅这两种，可能N种如：小学生、初中生、高中生、研究生.....它们都可以以Student[小学生类]为基类。

如果系统要求你在一群这样的学生中，随便抽出一位交纳学费，你怎么做？

//A为抽出来的要交学费的同学
{
    switch(typeof(A))
    {
        case 小学生：
            A.小学生::交学费()；
            break;
        case 初中生：
            A.初学生::交学费()；break;
        case 高中生：
            A.高学生:: 交学费()；break;
        default:
        ......
    }
}

首先，我们要在每个类中定义一个 typeof()用来识别它的类型，然后还要在程序中进行区别，这样一来，虽然也行，但是，如果再增加类型则要改动switch，又走了面向过程的老路，而且想通过一个模块进行操作实现起来也有难度。

所以C++中提供了多态，即能通过迟后联编的技术实现动态的区分。

在基类的"交学费"前加个virtual 用来告诉系统，遇到这个处理过程要等到执行时再确定到底调用哪个类的处理过程。这样一来就可以：

void 通用的交学费操作 （Student &A）
{
    A.交学费()；
}

一下全部搞定，你再加新的类型我也不怕。如果没有 virtual这一声明，那么，系统在执行前就确定了操作，比如把“大学生”传给：

void 通用的交学费操作（Student &A）
{
    A.交学费（）；
}

则A.交学费()；调用的是大学生类中继承于Student类中的“交学费操作”，所以虚函数对多态的实现是必要的。

4、纯虚函数

class 人()
{
    public :
        //......
    void 吃()
    {
        人吃饭;
    }
    //......
    char *Name;
    int age;
};

class 狗()
{
    public :
    //......
    void 吃()
    {
        狗吃狗粮;
    }
    //......
    char *Name;
    int age;
};

人类、狗类有一些相同的属性，如名字，年纪，吃的动作等，有人想到了为了代码的重用，让人类继承狗类，可是数据的冗余让这个想法变得不可行，所以有人又想出定义一个这样的类：这个类界于人类狗类之间，有人类和狗类共有的一些东东，比如年纪，名字，体重什么的，但它是不存在实例的，它的存在意义也是只是为了派生其它类，如人类、狗类，这样可以使系统清淅。

在这个世界上根本不存在界于人狗之间的东西，所以这个“人狗之间类”中的“吃”也是没什么意义，你也很难为它的内容下个定义，况且也没必要，所以定义它为纯虚函数，形式为：virtual void 吃()=0; 用来告诉系统：

（1）这个函数可以没有函数定义；

（2）拥有本函数的类是抽象类。

即然纯虚函数没什么意义，为什么还要它，它的作用是什么呢？

——纯虚函数是为实现多态作准备

由于抽象类的实例没意义，所以C++中不允许定义它的实例。（如果定义了这样的实例A，那么你调用A.吃()怎么办?）

——纯虚函数在基类中是没有定义的（只是声明），必须在子类中加以实现；

——虚函数在子类里面也可以不重载的，但纯虚必须在子类去实现

你也可以在基类中，virtual 吃(){}，这样基类就不是抽象类了，可以有实例，而且对于其它方面都不影响。但这样的对象是没有什么意义的，它的存在只能使你思考上增加负担，除错时还要考虑到是不是有这样类的对象在作怪，所以C++干脆提供了“虚函数”、抽象类的机制，给我们操作时加了限制也可以认为是保险（不可以有抽象类的对象），试想当代码变得非常之庞大时，它的存在是多么有必要啊！