虚函数（C++）

四、多态

多态性是面向对象程序设计语言的又一重要特征，多态（polymorphism）通俗的讲，就是用一个相同的名字定义许多不同的函数，这些函数可以针对不同数据类型实现相同或类似的功能，即所谓的 “一个接口，多种实现” 。

#include <iostream>
using namespace std;class Shape{ //形状
public:virtual void draw(){ //如果不加 virtual关键字修饰，那么下方for()循环就会一直调用该成员函数。cout << "Shape draw" << endl;}
};class Rect : public Shape{ //矩形
public:void draw(){cout << "Rect draw" << endl;}
};class Circle : public Shape{ //圆形
public:void draw(){cout << "Circle draw" << endl;}
};class Ellipse : public Shape{ //椭圆
public:void draw(){cout << "Ellipse draw" << endl;}
};int main(void) {Shape *ps[128] = {0};ps[0] = new Rect;ps[1] = new Circle;ps[2] = new Ellipse;for(int i = 0; ps[i] != NULL; i++){ps[i]->draw();}return 0;
}//输出结果
myubuntu@ubuntu:~/lv19/cplusplus/dy05$ ./a.out 
Rect draw
Ellipse draw
Circle draw

4.1 虚函数

被 virtual 关键字修饰的成员函数称为虚函数。

如果将基类中的某个成员函数声明为虚函数，那么子类中与该函数具有相同原型的成员函数也就是虚函数，并且对基类中版本形成覆盖，即函数重写。

如果子类提供了对基类函数有效的覆盖，那么通过指向子类对象的基类指针，或者通过引用子类对象的基类引用，调用该虚函数，实际被执行将是子类中的覆盖版本，而不再是基类中的原始版本，这种语法现象被称为多态。

多态的意义在于，一般情况下，调用那个类的成员函数由调用者指针或者引用本身类型决定的，而有了多态，调用那个类的成员函数由调用者指针或者引用实际对象的类型决定。

这样一来，源自同一种类型的同一种激励，竟然可以产生多种不同的响应，也就是对于同一个函数调用，能够表达出不同的形态，即为多态。

虚函数覆盖的条件：

• 只有类中的成员函数才能声明为虚函数，而全局函数、静态成员函数、构造函数都不能被声明为虚函数
• 只有在基类中以 virtual 关键字声明的虚函数，才能作为虚函数被子类覆盖，而与子类中的的 virtual 关键字无关
• 虚函数在子类中的版本和基类中版本要具有相同的函数签名，即函数名、参数表、常属性一致
• 如果基类虚函数返回基本类型的数据，那么子类中的版本必须返回相同类型的数据；如果基类虚函数返回类类型指针(A)或引用(A&)，那么允许子类中的版本返回其子类类型指针(B)或引用(B&)

#include <iostream>
using namespace std;class A{};
class B : public A {};class Base{virtual void fun() {cout << "Base fun()" << endl;}virtual A *foo(void){cout << "Base foo()" << endl;}
};
class Derived : public Base {void fun(){cout <<"Derived fun()" << endl;}B *foo(void){cout << "Derived foo()" << endl;}
};int main() {Derived d1;Base *pd1 = &d1;pd1->func(); //输出子类中的func()函数Base& pd2 = d1; pd2.foo(); //输出子类中的foo()函数return 0;
}

产生多态的条件：

• 除了要满足函数重写的语法要求，还必须是通过指针或引用调用虚函数，才能表现出来

#include <iostream>
using namespace std;class A{};
class B : public A {};class Base{virtual void fun() {cout << "Base fun()" << endl;}virtual A *foo(void){cout << "Base foo()" << endl;}
};
class Derived : public Base {void fun(){cout <<"Derived fun()" << endl;}B *foo(void){cout << "Derived foo()" << endl;}
};int main() {Derived d1;Base b1 = d1;b1.func(); //调用的是基类当中的 fun() 函数return 0;
}

• 调用虚函数的指针也可以是this指针，当使用子类对象调用基类中的成员函数时，该函数里面this指针将是一个指向子类对象的基类指针，再通过this指针去调用满足重写的虚函数同样可以表现多态的语法特性

class A{};
class Base{void fun() {cout << "base" << endl;}A *foo(void){ //A *foo(A *this)fun(); //this->fun();}
};
class Derived : public Base {void fun(){cout <<"Derived" << endl;}
};int main() {Derived d1;d1.foo(); //d1.foo(&d1);  调用的是子类中的fun()函数
}