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多態(tài)

在我們之前介紹的繼承的情況當(dāng)中，派生類調(diào)用基類的方法都是不做任何改動(dòng)的調(diào)用。

但有的時(shí)候會(huì)有一些特殊的情況，我們會(huì)希望同一個(gè)方法在不同的派生類當(dāng)中的行為是不同的。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如speak方法，在不同的類當(dāng)中的實(shí)現(xiàn)肯定是不同的。如果是Human類，就是正常的說(shuō)話，如果是Dog類可能是汪汪，而Cat類則是喵喵。

在這種情況下只是簡(jiǎn)單地使用繼承是無(wú)法滿足我們的要求的，最好能夠有一個(gè)機(jī)制可以讓方法有多種形態(tài)，不同的對(duì)象去調(diào)用的邏輯不同。這樣的行為稱為多態(tài)。

這里稍微強(qiáng)調(diào)一下，多態(tài)是一種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思路，本身和C++不是強(qiáng)綁定的，其他語(yǔ)言當(dāng)中一樣有多態(tài)，只不過(guò)實(shí)現(xiàn)的方式可能有所不同。

在C++當(dāng)中有兩種重要的機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)多態(tài)：

• 在派生類當(dāng)中重新定義基類的方法
• 使用虛方法

我們來(lái)看一個(gè)例子：

class Mammal { 
 private: 
  string name; 
 public: 
  Mammal(string n): name(n) {} 
     string Name() const{ 
            return name; 
        } 
  virtual void speak() const { 
   cout << "can't say anything" << endl; 
  } 
     virtual ~Mammal() {}; 
}; 
 
class Human : public Mammal{ 
 private: 
  string job; 
 public: 
  Human(string n, string j): Mammal(n), job(j) {} 
  virtual void speak() const { 
   cout << "i'm human" << endl; 
  } 
}; 

由于示例比較簡(jiǎn)單，所以我們把類的聲明和實(shí)現(xiàn)寫在一起了。

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的繼承，我們實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)類，一個(gè)叫做Mammal，一個(gè)叫做Human，然后給它們各自定義了一些成員變量。

值得注意的是speak函數(shù)，我們?cè)诤瘮?shù)聲明前面加上了一個(gè)關(guān)鍵字virtual，這表示這是一個(gè)虛函數(shù)。

方法被定義成虛方法之后，在程序執(zhí)行的時(shí)候，將會(huì)根據(jù)派生類的類型來(lái)選擇執(zhí)行的方法版本。在進(jìn)行調(diào)用的時(shí)候，程序是根據(jù)對(duì)象類型而不是引用和指針的類型來(lái)選擇執(zhí)行的方法，如：

Mammal *m = new Human("man", "spiderman"); 
m->speak(); 

這里我們用一個(gè)Mammal的指針指向了一個(gè)Human類型的對(duì)象，當(dāng)我們調(diào)用方法的時(shí)候，由于speak方法是一個(gè)虛方法。因此執(zhí)行的時(shí)候程序會(huì)根據(jù)對(duì)象的類型也就是Human去執(zhí)行Human對(duì)象中的speak方法，而不是Mammal中的。

通常我們會(huì)將析構(gòu)函數(shù)也設(shè)置成虛方法，因?yàn)榕缮惍?dāng)中往往有一些專屬成員，這是一種慣例。因?yàn)槿绻鰳?gòu)函數(shù)不是虛函數(shù)，那么只會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)指針類型的析構(gòu)函數(shù)，這意味著可能在一些情況下產(chǎn)生錯(cuò)誤和問(wèn)題。

在上述的示例當(dāng)中，我們是將類方法的實(shí)現(xiàn)和聲明寫在一起了，如果還是采取和之前一樣分開(kāi)實(shí)現(xiàn)的方式，需要注意我們無(wú)需在函數(shù)簽名中加上virtual關(guān)鍵字。

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