首页 > 代码库 > C++学习22 多态的概念及前提条件
C++学习22 多态的概念及前提条件
在《C++基类和派生类的赋值》一节中讲到，基类的指针也可以指向派生类对象。请看下面的例子：
#include <iostream>using namespace std;class People{protected: char *name;public: People(char *name):name(name){} void display(){ cout<<"People: "<<name<<endl;}};class Student: public People{public: Student(char *name):People(name){} void display(){ cout<<"Student: "<<name<<endl;}};int main(){ People *p = new People("Xiao Ming"); p->display(); p = new Student("Li Lei"); p->display(); return 0;}
运行结果：
People: Xiao Ming
People: Li Lei
我们通常认为，如果指针指向了派生类对象，那么就应该使用派生类的成员变量和成员函数，这符合人们的思维习惯。
但是本例的运行结果却告诉我们：当基类指针 p 指向派生类 Student 的对象时，虽然使用了 Student 的成员变量，但是却没有使用它的成员函数，造成输出结果不伦不类，不符合我们的预期。
如果希望通过 p 指针访问 Student 类的成员函数，可以将该成员函数声明为虚函数，请看下面的代码：
#include <iostream>using namespace std;class People{protected: char *name;public: People(char *name):name(name){} //加virtual关键字声明为虚函数 virtual void display(){ cout<<"People: "<<name<<endl;}};class Student: public People{public: Student(char *name):People(name){} //加virtual关键字声明为虚函数 virtual void display(){ cout<<"Student: "<<name<<endl;}};int main(){ People *p = new People("Xiao Ming"); p->display(); p = new Student("Li Lei"); p->display(); return 0;}
运行结果：
People: Xiao Ming
Student: Li Lei
与上面的代码相比，这段代码仅仅是在 display() 函数声明前加了一个 virtual 关键字，将成员函数声明为了虚函数（Virtual Function）。这样，就可以通过 p 指针调用 Student 类的成员函数了，运行结果也证明了这一点。
借助虚函数，基类指针既可以使用基类的成员函数，也可以使用派生类的成员函数，它有多种形态，或多种表现方式，这就是多态（Polymorphism）。
上面的代码中，同样是p->display();这条语句，当 p 指向不同的对象时，它执行的操作是不一样的。同一条语句可以执行不同的操作，看起来有不同表现方式，这就是多态
多态是面向对象的主要特征之一。在C++中，虚函数的唯一用处就是构成多态。
C++提供多态的目的是：可以通过基类指针对所有派生类（包括直接派生和间接派生）的成员变量和成员函数进行“全方位”的访问，尤其是成员函数。如果没有多态，我们只能访问成员变量。
构成多态的条件
多态存在的三个条件：
- 必须存在继承关系；
- 继承关系中必须有同名的虚函数，并且它们是覆盖关系（重载不行）。
- 存在基类的指针，通过该指针调用虚函数。
注意：派生类中的虚函数必须覆盖（不是重载）基类中的虚函数，才能通过基类指针访问。请看下面的代码：
#include <iostream>using namespace std;class Base{public: void a(){ cout<<"Base::a()"<<endl; } virtual void b(){ cout<<"Base::b()"<<endl; } virtual void c(){ cout<<"Base::c()"<<endl; }};class Derived: public Base{public: //覆盖基类普通成员函数，不构成多态 void a(){ cout<<"Derived::a()"<<endl; } //覆盖基类虚函数，构成多态 virtual void b(){ cout<<"Derived::b()"<<endl; } //重载基类虚函数，不构成多态 virtual void c(int n){ cout<<"Derived::c()"<<endl; } //派生类新增函数 int d(){ cout<<"Derived::d()"<<endl; }};int main(){ Base *p = new Derived; p -> a(); p -> b(); p -> c(0); //Compile Error p -> d(); //Compile Error return 0;}
C++学习22 多态的概念及前提条件