2016計算機二級考試輔導：C++多態(tài)性基本概念講述

　　前幾天筆試的時候碰到考C++多態(tài)性的題目，因為不是自己的專業(yè)不是純做軟件開發(fā)，C++學習不是很好，做得有點混亂。回來以后立刻查了相關資料，大概明白了一點，可能以后解題的時候不會亂了。

　　先摘下一些網(wǎng)上的書上的基本概念。

　　多態(tài)性可以簡單地概括為“一個接口，多種方法”，程序在運行時才決定調用的函數(shù)，它是面向對象編程領域的核心概念。多態(tài)(polymorphisn)，字面意思多種形狀。

　　C++多態(tài)性是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的，虛函數(shù)允許子類重新定義成員函數(shù)，而子類重新定義父類的做法稱為覆蓋(override)，或者稱為重寫。(這里我覺得要補充，重寫的話可以有兩種，直接重寫成員函數(shù)和重寫虛函數(shù)，只有重寫了虛函數(shù)的才能算作是體現(xiàn)了C++多態(tài)性)而重載則是允許有多個同名的函數(shù)，而這些函數(shù)的參數(shù)列表不同，允許參數(shù)個數(shù)不同，參數(shù)類型不同，或者兩者都不同。編譯器會根據(jù)這些函數(shù)的不同列表，將同名的函數(shù)的名稱做修飾，從而生成一些不同名稱的預處理函數(shù)，來實現(xiàn)同名函數(shù)調用時的重載問題。但這并沒有體現(xiàn)多態(tài)性。

　　多態(tài)與非多態(tài)的實質區(qū)別就是函數(shù)地址是早綁定還是晚綁定。如果函數(shù)的調用，在編譯器編譯期間就可以確定函數(shù)的調用地址，并生產(chǎn)代碼，是靜態(tài)的，就是說地址是早綁定的。而如果函數(shù)調用的地址不能在編譯器期間確定，需要在運行時才確定，這就屬于晚綁定。

　　那么多態(tài)的作用是什么呢，封裝可以使得代碼模塊化，繼承可以擴展已存在的代碼，他們的目的都是為了代碼重用。而多態(tài)的目的則是為了接口重用。也就是說，不論傳遞過來的究竟是那個類的對象，函數(shù)都能夠通過同一個接口調用到適應各自對象的實現(xiàn)方法。

　　最常見的用法就是聲明基類的指針，利用該指針指向任意一個子類對象，調用相應的虛函數(shù)，可以根據(jù)指向的子類的不同而實現(xiàn)不同的方法。如果沒有使用虛函數(shù)的話，即沒有利用C++多態(tài)性，則利用基類指針調用相應的函數(shù)的時候，將總被限制在基類函數(shù)本身，而無法調用到子類中被重寫過的函數(shù)。因為沒有多態(tài)性，函數(shù)調用的地址將是一定的，而固定的地址將始終調用到同一個函數(shù)，這就無法實現(xiàn)一個接口，多種方法的目的了。

　　筆試的題目

　　#include class A { public: void foo() { printf("1"); } virtual void fuu() { printf("2"); } }; class B:public A { public: void foo() { printf("3"); } void fuu() { printf("4"); } }; int main() { A a; B b; A *p = &a; p->foo(); p->fuu(); p = &b; p->foo(); p->fuu(); return 0; } 第一個p->foo()和p->fuu()都很好理解，本身是基類指針，指向的又是基類對象，調用的都是基類本身的函數(shù)，因此輸出結果就是 1、2。

　　第二個p->foo()和p->fuu()則是基類指針指向子類對象，正式體現(xiàn)多態(tài)的用法，p->foo()由于指針是個基類指針，指向是一個固定偏移量的函數(shù)，因此此時指向的就只能是基類的foo()函數(shù)的代碼了，因此輸出的結果還是1。而p->fuu()指針是基類指針，指向的fuu是一個虛函數(shù)，由于每個虛函數(shù)都有一個虛函數(shù)列表，此時p調用fuu()并不是直接調用函數(shù)，而是通過虛函數(shù)列表找到相應的函數(shù)的地址，因此根據(jù)指向的對象不同，函數(shù)地址也將不同，這里將找到對應的子類的fuu()函數(shù)的地址，因此輸出的結果也會是子類的結果4.

　　筆試的題目中還有一個另類測試方法。即

　　B *ptr = (B *)&a; ptr->foo(); ptr->fuu();

　　問這兩調用的輸出結果。這是一個用子類的指針去指向一個強制轉換為子類地址的基類對象。結果，這兩句調用的輸出結果是3，2。

　　并不是很理解這種用法，從原理上來解釋，由于B是子類指針，雖然被賦予了基類對象地址，但是ptr->foo()在調用的時候，由于地址偏移量固定，偏移量是子類對象的偏移量，于是即使在指向了一個基類對象的情況下，還是調用到了子類的函數(shù)，雖然可能從始到終都沒有子類對象的實例化出現(xiàn)。

　　而ptr->fuu()的調用，可能還是因為C++多態(tài)性的原因，由于指向的是一個基類對象，通過虛函數(shù)列表的引用，找到了基類中foo ()函數(shù)的地址，因此調用了基類的函數(shù)。由此可見多態(tài)性的強大，可以適應各種變化，不論指針是基類的還是子類的，都能找到正確的實現(xiàn)方法。

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