C++_多态性

多态性

多态性概述

所谓多态性就是不同对象收到相同的消息时，产生不同的动作。

多态性的两种描述：

• （1）指具有不同功能的函数可以用同一个函数名。
• （2）指向不同的对象发送同一个消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为。

从实现角度看，分为静态多态性和动态多态性

• 静态多态性——函数重载和运算符重载
• 运行时的多态——继承和虚函数

多态的实现：

• 函数重载
• 运算符重载
• 虚函数

多态的分类

C++中的多态性可以分为四类:

• 通用多态

  • 参数多态
  • 包含多态

• 专用多态

  • 重载多态
  • 强制多态

• 参数多态与类属函数和类属类相关联，函数模板和类模板就是这种多态。

• 包含多态是研究类族中定义于不同类中的同名成员函数的多态行为，主要是通过虚函数来实现的。

• 重载多态如函数重载、运算符重载等。普通函数及类的成员函数的重载多属于重载多态。

• 强制多态是指将一个变元的类型加以变化，以符合一个函数或操作的要求，例如加法运算符在进行浮点数与整型数相加时，首先进行类型强制转换，把整型数变为浮点数再相加的情况，就是强制多态的实例。

多态的实现

在C++中，多态的实现和联编这一概念有关。

所谓联编就是把函数名与函数体的程序代码连接(联系)在一起的过程。

• 静态联编就是在编译阶段完成的联编。
• 动态联编是运行阶段完成的联编。

多态从实现的角度来讲可以划分为两类：

• 编译时的多态：编译时的多态是通过静态联编来实现的。
  • 静态联编时，系统用实参和形参进行匹配，对于同名的重载函数便根据参数上的差异进行区分，然后进行联编。从而实现了多态性。
• 运行时的多态：运行时的多态是用动态联编实现的。
  • 当程序调用到某一函数名时，才去寻找和连接其程序代码，对面向对象的程序设计而言，就是当对象接收到某一消息时，才去寻找和连接相应的方法

一般而言， 编译型语言都采用静态联编，而解释性语言都采用动态联编。

纯粹的面向对象程序设计语言由于其执行机制是消息传递，所以只能采用动态联编。这就给基于C语言的 C++ 带来了麻烦。因为为了保持C语言的高效性，C++仍是编译型的，仍采用静态联编。好在 C++ 的设计者想出了“虚函数” 的机制，解决了这个问题。利用虚函数机制，C++ 可部分地采用动态联编。这就是说，C++ 实际上是采用了静态联编和动态联编相结合的联编方法。

在C++中， 编译时多态性主要是通过函数重载和运算符重载实现的。 运行时多态性主要是通过虚函数来实现的。