https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z?p=135https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z?p=135多态是C++面向对象三大特性之一
多态分为两类:
静态多态:函数重载 和 运算符重载 属于静态多态,复用函数名
动态多态:派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态的区别:
静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
动态多态的函数地址晚邦定 - 运行阶段确定函数地址
1.多态的基本语法
动态多态满足条件:
1、有继承关系
2、子类要重写父类的虚函数
#include <iostream>
using namespace std;
//动态多态满足条件:
//1、有继承关系
//2、子类要重写父类的虚函数
//重写 函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同
//动态多态使用:
// 父类的指针或引用 指向子类对象
//动物类
class Animal
{
public:
virtual void speak()
{
cout << "Animals are speaking!" << endl;
}
virtual void spoken()
{
cout << "Animals were speaking!" << endl;
}
};
class Cat:public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "Cats are speaking!" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "Dogs are speaking!" << endl;
}
};
void doSpeak(Animal & animal)//C++允许父子之间的类型转换
{
animal.speak();
}
void test01()
{
Cat cat;
doSpeak(cat);
Dog dog;
doSpeak(dog);
}
void test02()
{
cout << "size of Animal = " << sizeof(Animal) << endl;
}
int main()
{
test01();
test02();
return 0;
}
2.多态的原理剖析
#include <iostream>
using namespace std;
//动态多态满足条件:
//1、有继承关系
//2、子类要重写父类的虚函数
//重写 函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同
//动态多态使用:
// 父类的指针或引用 指向子类对象
//动物类
class Animal
{
public:
virtual void speak()
{
cout << "Animals are speaking!" << endl;
}
virtual void spoken()
{
cout << "Animals were speaking!" << endl;
}
};
class Cat:public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "Cats are speaking!" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "Dogs are speaking!" << endl;
}
};
void doSpeak(Animal & animal)//C++允许父子之间的类型转换
{
animal.speak();
}
void test01()
{
Cat cat;
doSpeak(cat);
Dog dog;
doSpeak(dog);
}
void test02()
{
cout << "size of Animal = " << sizeof(Animal) << endl;
}
int main()
{
test01();
test02();
return 0;
}
3.案例1 - 计算器类
案例描述:
分别利用普通写法和多态技术,设计实现两个操作数进行运算的计算器类
多态的优点:
代码组织结构清晰
可读性强
利于前期和后期的维护及扩展
普通实现:
//普通
class Calculator
{
public:
int getResult(string oper)
{
if (oper == "+")
{
return m_Num1 + m_Num2;
}
else if (oper == "-")
{
return m_Num1 - m_Num2;
}
else if (oper == "*")
{
return m_Num1 * m_Num2;
}
//如果想扩展新的功能 需求修改源码
//在真实开发中 提倡 开闭原则
//开闭原则: 对扩展进行开发 对修改进行关闭
}
int m_Num1;//操作数1
int m_Num2;//操作数2
};
多态实现:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//分别利用普通写法和多态技术实现计算器
//普通
class Calculator
{
public:
int getResult(string oper)
{
if (oper == "+")
{
return m_Num1 + m_Num2;
}
else if (oper == "-")
{
return m_Num1 - m_Num2;
}
else if (oper == "*")
{
return m_Num1 * m_Num2;
}
//如果想扩展新的功能 需求修改源码
//在真实开发中 提倡 开闭原则
//开闭原则: 对扩展进行开发 对修改进行关闭
}
int m_Num1;//操作数1
int m_Num2;//操作数2
};
//利用多态实现计算器、
//多态带来的好处
// 1、组织结构清晰
// 2、可读性强
// 3、对于前期和后期的扩展以及维护性高
//实现计算机抽象类
class AbstractCalculator
{
public:
virtual int getResult()
{
return 0;
}
int m_Num1;//操作数1
int m_Num2;//操作数2
};
//加法计算类
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 + m_Num2;
}
};
//减法计算类
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 - m_Num2;
}
};
//乘法计算类
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 * m_Num2;
}
};
void test02()
{
//多态使用条件
//父类指针或者引用指向子类对象
//加法运算
AbstractCalculator* abc = new AddCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
//用完后记得销毁
delete abc;
//减法运算
abc = new SubCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
delete abc;
//乘法运算
abc = new MulCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
delete abc;
}
void test01()
{
//创建计算机对象
Calculator c;
c.m_Num1 = 10;
c.m_Num2 = 10;
cout << c.m_Num1 << " + " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("+") << endl;
cout << c.m_Num1 << " - " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("-") << endl;
cout << c.m_Num1 << " * " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("*") << endl;
}
int main()
{
//test01();
test02();
return 0;
}
4.纯虚函数和抽象类
在多态中,通常父类的虚函数的实现是毫无意义的,主要都是调用子类重写的内容
因此可以将虚函数改为纯虚函数
纯虚函数语法:virtual 返回值类型 函数名 (参数列表)= 0;
当类中有了纯虚函数,这个类也被称为抽象类
抽象类特点:
无法实例化对象
子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
//纯虚函数
// 只要有一个纯虚函数,这个类称为抽象类
// 抽象类特点
// 1、无法实例化对象
// 2、抽象类的子类 必须要重写父类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
//
virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
public:
virtual void func()
{
cout << "func 函数调用" << endl;
};
};
void test01()
{
/*Base b; 抽象类是无法实例化对象的
new Base;*/
Son s;//子类必须重写父类中的纯虚函数,否则无法实例化对象
Base* base = new Son;
base->func();
}
int main()
{
test01();
return 0;
}
5.案例2 - 制作饮品
#include <iostream>
using namespace std;
//多态案例2 制作饮品
class AbstractDrinking
{
public:
//煮水
virtual void Boil() = 0;
//冲泡
virtual void Brew() = 0;
//PourInCup
virtual void PourInCup() = 0;
//加入辅料
virtual void PutSomething() = 0;
//制作饮品
void makeDrink()
{
Boil();
Brew();
PourInCup();
PutSomething();
}
};
//制作咖啡
class Coffee :public AbstractDrinking
{
//煮水
virtual void Boil()
{
cout << "煮农夫山泉" << endl;
}
//冲泡
virtual void Brew()
{
cout << "冲泡咖啡" << endl;
}
//PourInCup
virtual void PourInCup()
{
cout << "倒入咖啡杯中" << endl;
}
//加入辅料
virtual void PutSomething()
{
cout << "加入糖和牛奶" << endl;
}
//制作饮品
};
//制作茶叶
class Tea :public AbstractDrinking
{
//煮水
virtual void Boil()
{
cout << "煮矿泉水" << endl;
}
//冲泡
virtual void Brew()
{
cout << "冲泡茶叶" << endl;
}
//PourInCup
virtual void PourInCup()
{
cout << "倒入茶杯中" << endl;
}
//加入辅料
virtual void PutSomething()
{
cout << "加入枸杞" << endl;
}
//制作饮品
};
void doWork(AbstractDrinking* abs)
{
abs->makeDrink();//接口
delete abs;//释放
}
void test01()
{
//制作咖啡
doWork(new Coffee);
cout << "---------------------" << endl;
doWork(new Tea);
}
int main()
{
test01();
return 0;
}
6.虚析构和纯虚析构
多态使用时,如果子类中有属性开辟到堆区,那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码
解决方式:将父类中的析构函数改为虚析构或纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性:
可以解决父类指针释放子类对象
都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别:
如果是纯虚析构,该对象属于抽象类,无法实例化对象
虚析构语法:virtual ~类名(){}
纯虚析构语法:virtual ~类名()= 0;
类名::~类名(){}
#include <iostream>
#include <iostream>
using namespace std;
//虚析构和纯虚析构
class Animal
{
public:
//纯虚函数
virtual void speak() = 0;
Animal()
{
cout << "Animal的构造函数调用" << endl;
}
利用虚析构可以解决父类指针释放不干净的问题
//virtual ~Animal()
//{
// cout << "Animal的虚析构函数调用" << endl;
//}
//纯虚析构 需要声明 也需要实现
virtual ~Animal() = 0;
};
Animal::~Animal()
{
cout << "Animal的纯虚析构函数调用" << endl;
}
class Cat :public Animal
{
public:
Cat(string name)
{
cout << "Cat的构造函数调用" << endl;
m_Name = new string(name);
}
~Cat()
{
if (m_Name != NULL)
{
cout << "Cat的析构函数调用" << endl;
delete m_Name;
m_Name = NULL;
}
}
virtual void speak()
{
cout << *m_Name << "小猫在说话" << endl;
}
string* m_Name;
};
void test01()
{
Animal * animal = new Cat("Tom");
animal->speak();
//父类指针在析构的时候,不会调用子类中的析构函数,导致子类如果有堆区属性,出现内存泄漏
delete animal;
}
int main()
{
test01();
return 0;
}