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本文主要介紹下多態(tài)的概念。

繼承與抽象類

多態(tài)是面向?qū)ο蟮暮诵闹R點，在C++中意味著調(diào)用對象成員函數(shù)時，會根據(jù)對象的真實類型來執(zhí)行不同的函數(shù)，從而產(chǎn)生不同的行為。

• 比如同樣是人，不同人的聲音不相同。
• 比如同樣是公司，不同公司的經(jīng)營業(yè)務(wù)也不同。

這就可以就多態(tài)來解釋。

那怎么實現(xiàn)多態(tài)，看這段代碼，先定義一個People類：

class People {
public:
virtual void Speak() { std::cout << "People Speak \n"; }
};

注意這里面的函數(shù)使用了virtual修飾，用virtual修飾的函數(shù)表示虛函數(shù)，帶虛函數(shù)的類可以稱之為父類，有父類自然可以派生出子類，子類可以覆蓋父類的行為。

這里再定義兩個類，一個男人類，一個女人類

class MalePeople : public People {
public:
void Speak() { std::cout << "MalePeople Speak \n"; }
};class FemalePeople : public People {
public:
void Speak() { std::cout << "FemalePeople Speak \n"; }
};

在MalePeople和FemalePeople使用了冒號，表示繼承，冒號后面的public表示繼承的權(quán)限。

所以上面的代碼的含義是：

MalePeople以public權(quán)限繼承了People，并覆蓋父類People的Speak行為。

FemalePeople以public權(quán)限繼承了People，并覆蓋父類People的Speak行為。

再看一段使用多態(tài)的代碼：

int main() {People *p1 = new People();People *p2 = static_cast<People *>(new MalePeople());People *p3 = static_cast<People *>(new FemalePeople());p1->Speak(); // People Speakp2->Speak(); // MalePeople Speakp3->Speak(); // FemalePeople Speakdelete p3;delete p2;delete p1;
}

p1、p2、p3都是People的實例，但是通過他們的實例調(diào)用相同的函數(shù)卻產(chǎn)生了不同的行為，這就是多態(tài)。

注意兩點，想要實現(xiàn)上述的多態(tài)行為：

• 父類相應(yīng)的函數(shù)一定要使用virtual修飾
• 一定要父類的指針或引用指向子類對象

繼承權(quán)限

共有三種繼承權(quán)限：

public繼承

• 父類中所有public成員在子類中為public屬性
• 父類中所有protected成員在子類中為protected屬性
• 父類中所有private成員在子類中不可訪問

protected繼承

• 父類中所有public成員在子類中為protected屬性
• 父類中所有protected成員在子類中為protected屬性
• 父類中所有private成員在子類中不可訪問

private繼承

• 父類中所有public成員在子類中為private屬性
• 父類中所有protected成員在子類中為private屬性
• 父類中所有private成員在子類中不可訪問

大體可以理解為：

• 父類成員在子類中的訪問權(quán)限不會高于指定的繼承權(quán)限。
• 父類中的private成員在子類中使用不可訪問。

然而平時開發(fā)過程中一般都會使用public繼承，其他的繼承方式很少。

純虛函數(shù)

在C++中，還有個純虛函數(shù)的概念，就是在virtual修飾的基礎(chǔ)上加個=0，比如：

class People {
public:
virtual void Speak() = 0;
};

這里的Speak就是純虛函數(shù)，含有純虛函數(shù)的類叫抽象類，同時規(guī)定抽象類不允許被實例化，只能通過子類實例化，舉例：

int main() {People *p1 = new People(); // compile errorPeople *p2 = static_cast<People *>(new MalePeople());People *p3 = static_cast<People *>(new FemalePeople());
}

多繼承

就是子類繼承了多個父類，比如一個男子籃球運動員，那就可以定義兩個父類，一個MalePeople類，一個BasketballPlayer類，那如果想要定義男子籃球運動員類，可以定義一個MaleBasketballPlayer類，繼承MalePeople和BaskeballPlayer，代碼如下：

class MalePeople {
public:
void Speak() { std::cout << "MalePeople Speak \n"; }
};class BasketBallPlayer {
public:
void Play() { std::cout << "Play Basketball \n"; }
};class MaleBasketBallPlayer : public MalePeople, public BasketBallPlayer {};

和單繼承方式差不多，只是用相同的語法在后面再派生多個即可。

虛繼承

普通的繼承就是非虛繼承，如圖， 非虛繼承時，顯然D會繼承兩次A，內(nèi)部就會存儲兩份A的數(shù)據(jù)浪費空間，而且還有二義性，D調(diào)用A的方法時，由于有兩個A，究竟時調(diào)用哪個A的方法呢，編譯器也不知道，就會報錯，所以有了虛繼承，解決了空間浪費以及二義性問題。

在虛擬繼承下，只有一個共享的基類子對象被繼承，而無論該基類在派生層次中出現(xiàn)多少次。共享的基類子對象被稱為虛基類。在虛繼承下，基類子對象的復(fù)制及由此而引起的二義性都被消除了。

如何使用虛繼承？

在繼承的時候使用virtual關(guān)鍵字，代碼如下：

struct Base {
virtual void Func() { printf("Base Func\n"); }
};struct BaseA : virtual public Base {
virtual void Func() { printf("BaseA Func\n"); }
};struct BaseB : virtual public Base {
virtual void Func() { printf("BaseB Func\n"); }
};struct Derive : public BaseB, public BaseA {
void Func() override { printf("Derive Func \n"); }
};

注意，為了易于觀察，上面所有的父類都沒有定義析構(gòu)函數(shù)，正常父類的析構(gòu)函數(shù)一定要設(shè)置成virtual。

練習(xí)

• 多態(tài)只有這一種方式嗎？
• 為什么一定要通過指針或引用方式才能達(dá)到多態(tài)的目的？
• 為什么析構(gòu)函數(shù)一定要設(shè)置成virtual？
• 構(gòu)造函數(shù)可以為虛函數(shù)嗎？
• 多態(tài)的原理是怎么樣的？
• 不同繼承方式下，類對象的布局是什么結(jié)構(gòu)？

碼字不易，歡迎大家點贊，關(guān)注，評論，謝謝！

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