C++进阶：多态(一)

携手创作，共同成长！这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第8天，点击查看活动详情

【写在前面】

本文我们将学习面向对象三大特性中的最后一个特性 —— 多态。需要声明的是，多态一文包括继承一文中所演示的测试用例都是按我的编译器 VS2017 来演示的，我们会演示底层细节，如果你换一个编译器，包括 VS 系列，可能展示出来的效果会有一点变动，因为 C++ 并没有规定具体的实现细节。

一、多态的概念

顾名思义，多态就是多种形态，具体就是去完成某种行为时，不同的对象去完成时会产生不同的状态。

在这里插入图片描述

举个粟子，比如买票这种行为，当普通人去买票时，是全价买票；当学生去买票时，是半价买票；当军人买票时，是优先买票。

再举个粟子，为了争夺在线支持市场，某软件会经常做一些扫码领红包的活动，其中我们会发现，有的人扫到了七八块，有的人扫到了七八角等，其实这背后就是一个多态的行为，它分析你的帐户数据，比如你是第一次扫码，给你 rand() % 99 块、第二次扫码 rand() % 10 块，第三次扫码 rand() % 1 角 ... ...，同样都是扫码动作，不同的用户扫到的红包也不一样，本质也是一种多态行为。

✔ 测试用例一：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person
{
public:
	void BuyTicket()
	{
		cout << "正常排队-全价买票" << endl;
	}
protected:
	int _age;
	string _name;
};
class Student : public Person
{
public:
	void BuyTicket()
	{
		cout << "正常排队-半价买票" << endl;
	}
protected:
	//...
};
class Soldier : public Person
{
public:
	void BuyTicket()
	{
		cout << "优先排队-全价买票" << endl;
	}
protected:
	//...
};
void Func(Person* ptr)
{
	ptr->BuyTicket();
}

int main()
{
	Person ps;
	Student st;
	Soldier sd;

	Func(&ps);
	Func(&st);
	Func(&sd);

	return 0;
}
复制代码

怎么让不同的对象都能传给Person* ptr呢 —— 切片，让 Studnet 和 Soldier 继承 Person，但是这里继承之后，基类和派生类中都有 BuyTicket()，那么派生类就会对基类的 BuyTicket() 隐藏。运行程序，可以看到并没有实现多态，都去调用了基类的，这是因为多态的构成需要满足两个条件。

二、多态的构成条件

✔ 测试用例二：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Person
{
public:
	virtual void BuyTicket()
	{
		cout << "正常排队-全价买票" << endl;
	}
protected:
	int _age;
	string _name;
};
class Student : public Person
{
public:
	virtual void BuyTicket()//重写或覆盖父类的虚函数
	{
		cout << "正常排队-半价买票" << endl;
	}
protected:
	//...
};
class Soldier : public Person
{
public:
	virtual void BuyTicket()//重写或覆盖父类的虚函数
	{
		cout << "优先排队-全价买票" << endl;
	}
protected:
	//...
};
void Func(Person* ptr)//指针
{
	//多态 - ptr指向父类对象,调用父类的虚函数;指向子类对象,调用子类的虚函数
	ptr->BuyTicket();
}
void Func(Person& ptr)//引用
{
	//多态 - ptr指向父类对象,调用父类的虚函数;指向子类对象,调用子类的虚函数
	ptr.BuyTicket();
}
//void Func(Person ptr)//对象
//{
//	ptr.BuyTicket();
//}

int main()
{
	Person ps;
	Student st;
	Soldier sd;

	Func(&ps);
	Func(&st);
	Func(&sd);

	Func(ps);
	Func(st);
	Func(sd);

	return 0;
}
复制代码

在继承中要构成多态还有两个条件：a) 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写或覆盖，在继承中我们称这里为隐藏或重定义，注意区分；b) 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数，这个条件在测试用例一中就满足了。

此时就完成了多态，如果没有多态的语法，按以前的理解，这就是调用 Person* 类型的。这里说明以前是跟类型有关，现在是跟对象有关，多态就是让调用跟对象有关，不同的对象去做同一件事，达到的行为是不一样的。
注意切片切的是成员变量，与成员函数没有关系，并且这块要实现指向谁调用谁跟切片没有关系，切片只是让父类的指针可以指向子类对象或父类对象，指向子类对象就意味着看到子类对象的那一部分。
多态的两个条件缺一不可，这里可以看到通过基类的对象调用虚函数就不构成多态了，这个问题我们只能先放着，因为这必须了解多态的底层原理才能知晓。