多态 (Polymorphism)

	

		

			

				为了能更好的理解本节内容，你需要清楚的知道怎样使用指针pointers 和类之间的继承 inheritance between classes。建议如果你觉得以下这些表达式比较生疏的的话， 请复习指定的章节：

				
int a::b(c) {};    // 类Classes (Section 4.1)
				
a->b               // 指针和对象pointers and objects (Section 4.2)
				
class a: public b; // 类之间的关系Relationships between classes (Section 4.3)
			
		
	


	 
 


	基类的指针(Pointers to base class)
继承的好处之一是一个指向子类(derived class)的指针与一个指向基类(base class)的指针是type-compatible的。 本节就是重点介绍如何利用C++的这一重要特性。例如，我们将结合C++的这个功能，重写前面小节中关于长方形rectangle 和三角形 triangle 的程序：


	

		

			

				// pointers to base class

				
#include <iostream.h>
				
class CPolygon {
				
protected:
				
    int width, height;
				
public:
				
    void set_values (int a, int b) {
				
        width=a; height=b;
				
    }
				
};
				
class CRectangle: public CPolygon {
				
public:
				
    int area (void) {
				
         return (width * height);
				
    }
				
};
				
class CTriangle: public CPolygon {
				
public:
				
    int area (void) {
				
         return (width * height / 2);
				
    }
				
};
				
int main () {
				
    CRectangle rect;
				
    CTriangle trgl;
				
    CPolygon * ppoly1 = &rect;
				
    CPolygon * ppoly2 = &trgl;
				
    ppoly1->set_values (4,5);
				
    ppoly2->set_values (4,5);
				
    cout << rect.area() << endl;
				
    cout << trgl.area() << endl;
				
    return 0;
				
}
			
			

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在主函数 main 中定义了两个指向class CPolygon的对象的指针，即 *ppoly1 和 *ppoly2。 它们被赋值为rect 和 trgl的地址，因为rect 和 trgl是CPolygon 的子类的对象，因此这种赋值是有效的。

使用*ppoly1 和 *ppoly2 取代rect 和trgl 的唯一限制是*ppoly1 和 *ppoly2 是CPolygon* 类型的，因此我们只能够引用CRectangle 和 CTriangle 从基类CPolygon中继承的成员。正是由于这个原因，我们不能够使用*ppoly1 和 *ppoly2 来调用成员函数 area()，而只能使用rect 和 trgl来调用这个函数。

要想使CPolygon 的指针承认area()为合法成员函数，必须在基类中声明它，而不能只在子类进行声明(见下一小节)。

 


	虚拟成员(Virtual members)
如果想在基类中定义一个成员留待子类中进行细化，我们必须在它前面加关键字virtual ，以便可以使用指针对指向相应的对象进行操作。

请看一下例子：


	

		

			

				// virtual members

				
#include <iostream.h>
				
class CPolygon {
				
    protected:
				
        int width, height;
				
    public:
				
        void set_values (int a, int b)  {
				
            width=a;
				
            height=b;
				
        }
				
        virtual int area (void) { return (0); }
				
};
				
class CRectangle: public CPolygon {
				
    public:
				
        int area (void) { return (width * height); }
				
};
				
class CTriangle: public CPolygon {
				
    public:
				
        int area (void) {
				
            return (width * height / 2);
				
        }
				
};
				
int main () {
				
    CRectangle rect;
				
    CTriangle trgl;
				
    CPolygon poly;
				
    CPolygon * ppoly1 = &rect;
				
    CPolygon * ppoly2 = &trgl;
				
    CPolygon * ppoly3 = &poly;
				
    ppoly1->set_values (4,5);
				
    ppoly2->set_values (4,5);
				
    ppoly3->set_values (4,5);
				
    cout << ppoly1->area() << endl;
				
    cout << ppoly2->area() << endl;
				
    cout << ppoly3->area() << endl;
				
    return 0;
				
}
			
			

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现在这三个类(CPolygon, CRectangle 和 CTriangle) 都有同样的成员：width, height, set_values() 和 area()。

area() 被定义为virtual 是因为它后来在子类中被细化了。你可以做一个试验，如果在代码种去掉这个关键字(virtual)，然后再执行这个程序，三个多边形的面积计算结果都将是 0 而不是20,10,0。这是因为没有了关键字virtual ，程序执行不再根据实际对象的不用而调用相应area() 函数(即分别为CRectangle::area(), CTriangle::area() 和 CPolygon::area())，取而代之，程序将全部调用CPolygon::area()，因为这些调用是通过CPolygon类型的指针进行的。

因此，关键字virtual 的作用就是在当使用基类的指针的时候，使子类中与基类同名的成员在适当的时候被调用，如前面例子中所示。

注意，虽然本身被定义为虚拟类型，我们还是可以声明一个CPolygon 类型的对象并调用它的area() 函数，它将返回0 ，如前面例子结果所示。