C/C++: 多态

基本概念

多态分为两类：

• 静态多态：函数重载、运算符重载等，复用函数名；
• 动态多态：派生类和虚函数实现运行时多态。

静态多态与动态多态的区别：

• 静态多态函数地址早绑定——编译阶段确定
• 动态多态函数地址晚绑定——运行阶段确定

案例1：谁在说话？

class Animal
{
public:
    void speak(){cout<<"动物在说话";}
};

class Cat : public Animal
{
public:
    void speak(){cout<<"猫在说话";}
};

此时定义函数让其说话

void doSpeak(Animal &animal)
{
    animal.speak();
}

调用函数如下：

void test()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);
}

我们创建了子类对象，传入了需要父类形参的函数里，到底是谁在说话？

由于地址早绑定，编译阶段即确定是Animal，因而没有实现我们的需求。如果想让猫说话，需要函数地址晚绑定，利用虚函数实现。

为父类中的函数添加virtual关键字即可。

动态多态满足条件

1. 有继承关系
2. 子类重写父类的虚函数

动态多态的使用

• 父类的指针或者引用，指向子类对象

纯虚函数和抽象类

纯虚函数语法：virtual 返回值类型 函数名 (参数列表) = 0;

当类中有了纯虚函数，这个类就称为抽象类，其特点为

• 无法实例化对象
• 子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

制作饮品的一个案例

制作饮品的抽象类：

class AbstractDrinking
{
public:
    // 煮水
    virtual void Boil() = 0;
	// 冲泡
    virtual void Brew() = 0;
    // 加辅料
    virtual void PutSth() = 0;
    // 制作饮品
    void makeDrink(){
        Boil();
        Brew();
        PutSth();
    }
}

制作咖啡则可以如下写：

class Coffee :public AbstractDrinking
{
public:
    virtual void Boil()
    {cout << "煮农夫山泉";}
    virtual void Brew()
    {cout << "冲咖啡";}
    virtual void PutSth()
    {cout << "加入牛奶和糖";}
}

写一个制作函数

void DoWork(AbstractDrinking* abs)
{
    abs->makeDrink();
    delete abs;
}

则可以轻松且清晰地”制作咖啡“

void test()
{
    DoWork(new Coffee);
}

虚析构和纯虚析构

多态使用过程中，如果有子类属性开辟到堆区，那么父类指针在释放资源时无法调用到子类的析构代码，造成内存泄漏的风险。

解决方案：将父类的析构函数改为虚析构或纯虚析构。

• 虚析构语法：virtual ~ClassName(){};
• 纯虚析构语法：virtual ~ClassName() = 0;
  • 声明后需要实现