07-1 多态的使用

Tips：多态分为静态多态和动态多态，但是在一般情况下，“多态“表示的是动态多态。

现在创建三个类，Animal、Cat和Dog。分别在各自的类内创建Speak()函数表示说话。之后，创建一个doSpeak()函数表示说话的动物。具体如下：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "一只动物在说话。" << endl;
    }
};
class Cat :public Animal 
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "喵喵喵" << endl;
    }
};
class Dog :public Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "汪汪汪" << endl;
    }
};
void doSpeak(class Animal& p)
{
    p.speak();
}
int main()
{
    class Cat cat;
    class Dog dog;
    doSpeak(cat);
    doSpeak(dog);
    return 0;
}

运行结果：（环境：Windows11(arm/Apple M VM)/Visual Studio 2022/Debug/arm64）

一只动物在说话。
一只动物在说话。

在上面的实例中，我们传入了两只动物，cat和dog，但是调用doSpeak()函数，执行的不是对应类中的Speak()函数，而是类Animal中的Speak()函数。

首先，在cpp的继承之中，允许父子之间的类型转换，包括引用和指针，不需要强制类型转换。

• 强制类型转换：eg：

  int main()
  {
  char a = 'a';
  int b = (int)a;
  cout << b << endl;
  return 0;
  }

  运行结果：（环境：Windows11(arm/Apple M VM)/Visual Studio 2022/Debug/arm64）

  97

  在这里，对象a是一个char类型的对象，但是通过强制转换，可以将char类型赋值给int类型。

但是在函数doSpeak()中，传入的内容是引用类型传入的Animal。执行doSpeak(cat);的时候，相当于执行了一句：class Animal& p = cat; 。

因为传入的是Animal，而不是具体的动物。虽然在后续传入的是Cat，但是cpp进行了类型转换，这只Cat已经被转换为了Animal。

这就是静态多态：地址早绑定。即：函数地址在程序编译的时候就确定了。

如果想执行传入什么动物就叫什么动物，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在程序运行阶段绑定。也就是地址晚绑定。

我们试一下修改的代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Animal
{
public:
    virtual void speak() 
    {
        cout << "一只动物在说话。" << endl;
    }
};
class Cat :public Animal 
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "喵喵喵" << endl;
    }
};
class Dog :public Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "汪汪汪" << endl;
    }
};
void doSpeak(class Animal& p) 
{
    p.speak();
}
int main()
{
    class Cat cat;
    class Dog dog;
    doSpeak(cat);
    doSpeak(dog);
    return 0;
}

运行结果：（环境：Windows11(arm/Apple M VM)/Visual Studio 2022/Debug/arm64）

喵喵喵
汪汪汪

这两段代码的区别：在基类的speak()函数定义前加上了：virtual。这样，这个函数就变成了虚函数。由于传入的对象不同，才决定执行的函数不同。

• 总结：

  1. 动态多态的满足条件：

     • 需要存在继承关系。

     • 派生类需要重写基类的某个函数（重写的要求：函数名称相同、参数列表、返回值类型完全相同）。

     • 基类中被重写的函数需要是虚函数（关键字：virtual）

  2. 动态多态的使用：

     • 基类的指针或者引用指向派生类的对象。