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概述

多態性 (polymorphism) 是面向對象程序設計的一個重要特征. 利用多態性擴展設計和實現一個易于擴展的系統.

C/C++中多態性詳解及其作用介紹

C++ 中多態性:

同一函數名可以實現不同的功能
用一個函數名調用不同內容的函數完成不同的工作

靜態多態

靜態多態 (static polymorphism) 是通過函數的重載實現的, 包括函數的重載和運算符重載. 在程序編譯時系統就能覺得調用哪個函數.

函數重載

int main() {
  cout << max(1,2) << endl;
  cout << max(1.2, 2.3) << endl;

  return 0;
}

int max(int a, int b) {
  return (a > b) ? a:b;
}

double max(double a, double b){
  return (a > b) ? a:b;
}

輸出結果:

2
2.3

運算符重載

int main() {
  Complex c1(2, 4), c2(6, 10);
  c1 = c1 + c2;
  c1.display();

  return 0;
}

Complex Complex::operator+(Complex &c) {
  return Complex(real + c.real, imag + c.imag);
}

輸出結果:

(8, 14i)

動態多態

動態多態 (dynamic polymorphism) 是在程序運行中才動態地確定操作所針對的對象.

非動態

Person 類:

#ifndef PROJECT6_PERSON_H
#define PROJECT6_PERSON_H

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
private:
  string name;  // 姓名
  char gender;  // 性別
public:
  Person(string n, char g) : name(n), gender(g) {}
  void display() {
      cout << "name: " << name << endl;
      cout << "gender: " << gender << endl;
  }
};

#endif //PROJECT6_PERSON_H

Teacher 類:

#ifndef PROJECT6_TEACHER_H
#define PROJECT6_TEACHER_H

#include <iostream>
#include <string>
#include "Person.h"
using namespace std;

class Teacher : public Person {
private:
  string title;  // 頭銜
public:
  Teacher(string n, char g, string t) : Person(n, g), title(t) {}
  void display() {
      Person::display();
      cout << "title: " << title << endl;
  }
};

#endif //PROJECT6_TEACHER_H

main:

#include <iostream>
#include "Person.h"
#include "Teacher.h"

int main() {
  // 創建對象
  Person p1("王叔叔", 'm'), *pt;  // 指針類型為
  Teacher t1("王老師", 'f', "教導主任");

  pt = &p1;
  pt->display();
  pt = &t1;
  pt->display();

  return 0;
}

輸出結果:

name: 王叔叔
gender: m
name: 王老師
gender: f

我們可以發現 Teacher 對象的頭銜并沒有輸出, 因為 pt 指針的類型是 Person, 調用的是 Person 的display()函數.

動態

我們把show()函數聲明為虛函數.

Person 類:

#ifndef PROJECT6_PERSON_H
#define PROJECT6_PERSON_H

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
private:
  string name;  // 姓名
  char gender;  // 性別
public:
  Person(string n, char g) : name(n), gender(g) {}
  virtual void display() {
      cout << "name: " << name << endl;
      cout << "gender: " << gender << endl;
  }
};

#endif //PROJECT6_PERSON_H

main:

#include <iostream>
#include "Person.h"
#include "Teacher.h"

int main() {
  // 創建對象
  Person p1("王叔叔", 'm'), *pt;  // 指針類型為
  Teacher t1("王老師", 'f', "教導主任");

  pt = &p1;
  pt->display();
  pt = &t1;
  pt->display();

  return 0;
}

輸出結果: