C++中的多态性

多态性 意味着有多种形式。通常，当类有层次结构并且它们通过继承相关时，就会发生多态性。

C++ 多态性意味着对成员函数的调用将导致执行不同的函数，具体取决于调用该函数的对象的类型。

考虑以下示例，其中一个基类已由其他两个类派生 -

#include <iostream> 
using namespace std;
 
class Shape {
   protected:
      int width, height;
      
   public:
      Shape( int a = 0, int b = 0){
         width = a;
         height = b;
      }
      int area() {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
class Rectangle: public Shape {
   public:
      Rectangle( int a = 0, int b = 0):Shape(a, b) { }
      
      int area () { 
         cout << "Rectangle class area :" <<endl;
         return (width * height); 
      }
};

class Triangle: public Shape {
   public:
      Triangle( int a = 0, int b = 0):Shape(a, b) { }
      
      int area () { 
         cout << "Triangle class area :" <<endl;
         return (width * height / 2); 
      }
};

// Main function for the program
int main() {
   Shape *shape;
   Rectangle rec(10,7);
   Triangle  tri(10,5);

   // store the address of Rectangle
   shape = &rec;
   
   // call rectangle area.
   shape->area();

   // store the address of Triangle
   shape = &tri;
   
   // call triangle area.
   shape->area();
   
   return 0;
}

当上面的代码编译并执行时，它会产生以下结果 -

Parent class area :
Parent class area :

错误输出的原因是函数 area() 的调用被编译器设置为基类中定义的版本。这称为静态分辨率 函数调用或静态链接 - 在程序执行之前，函数调用是固定的。这有时也称为早期绑定 因为area()函数是在程序编译的时候设置的。

但是现在，让我们对我们的程序稍作修改，在 Shape 类中声明 area() 之前加上关键字 virtual 所以它看起来像这样 -

class Shape {
   protected:
      int width, height;
      
   public:
      Shape( int a = 0, int b = 0) {
         width = a;
         height = b;
      }
      virtual int area() {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};

经过这个轻微的修改，当前面的示例代码被编译和执行时，它会产生以下结果 -

Rectangle class area
Triangle class area

这一次，编译器查看指针的内容而不是类型。因此，由于 tri 和 rec 类的对象的地址存储在 *shape 中，因此调用了各自的 area() 函数。

如您所见，每个子类都有单独的函数 area() 实现。这就是多态性 一般使用。您有不同的类，具有相同名称的函数，甚至相同的参数，但实现不同。

虚函数

一个虚拟 function 是使用关键字 virtual 声明的基类中的函数 .在基类中定义一个虚函数，在派生类中定义另一个版本，向编译器发出信号，我们不希望该函数使用静态链接。

我们想要的是在程序中的任何给定点选择要调用的函数，以基于调用它的对象的类型。这种操作称为动态链接 , 或后期绑定 .

纯虚函数

您可能希望在基类中包含一个虚函数，以便可以在派生类中重新定义它以适应该类的对象，但是对于基类中的函数没有有意义的定义.

我们可以将基类中的虚函数 area() 更改为以下内容 -

class Shape {
   protected:
      int width, height;

   public:
      Shape(int a = 0, int b = 0) {
         width = a;
         height = b;
      }
      
      // pure virtual function
      virtual int area() = 0;
};

=0 告诉编译器该函数没有主体，上面的虚函数将被称为纯虚函数 .