关于多态（2）

前提：继承（实现）、覆盖（override）、向上转型。

目的：通过允许向上转型，实现动态绑定，在”不变“中实现“变化”。

原则：开闭原则。

实现：使用基类的引用或者指针，引用或者指向子类对象。这些不同的子类实现了一些基类中相同的方法，但各有自己的不同操作，在进行这些相同操作时，系统会根据实际引用和指向的对象，确定需要调用哪一个子类对象的那一个共同方法。

影响：实现了静态语言的动态绑定，解决参数传递只能传递指定类型的局限性，有利于实现开闭原则。

注意：在向上转型后，该引用不能调用子类对象独有的方法。解决方法：强制类型转换，不安全。

技术：虚函数指针，虚函数表，虚函数切片。

示例：C++,Java,Python的多态实现，Java的interface与abstract类的区别。

//C++(1)
/*
    定义一个函数为虚函数，不代表函数为不被实现的函数。
    定义它为虚函数是为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数。
    定义一个函数为纯虚函数，才代表函数没有被实现。
    定义纯虚函数是为了实现一个接口，起到一个规范的作用，规范继承这个类的程序员必须实现这个函数。
*/ 
#include<iostream>

//c++中需要虚函数，才能实现多态(虚函数表),普通方法的重写不能实现多态
//包含虚函数的类并实现（低度抽象），可以实例化
class People
{
public:
    virtual void speak(){
        std::cout << "People speak!" << std::endl;
    };
};

class Man: public People{
    public:
        void speak(){
            std::cout << "Man speak!" << std::endl;
        };
};

class Woman: public People{
    public:
        void speak(){
        std::cout << "Woman speak!" << std::endl; 
        }
};

void Func(People* people){
    people->speak();
}
//测试
int main(){
    //有虚函数但实现，可以实例化
    People pp;
    pp.speak();
    
    //使用基类指针指向子类，实现多态
    Man* man=new Man();
    People* p =man;
    Func(p);

    Woman woman;
    Func(&woman);
    //输出：
    //People speak!
    //Man speak!
    //Woman speak!

    return 0;
}

//C++2
#include<iostream>
//只要类中包含纯虚函数，则该类为抽象类，不能实例化
//c++中需要虚函数，才能实现多态

//只有纯虚函数的类,（高度抽象）为抽象类，不能实例化，相当java的接口
//子类必须实现纯虚函数，否则子类也为抽象类
class Human1
{
public:
    virtual void eat()=0;
    virtual void sleep()=0;
};

//包含虚函数与纯虚函数的类，为抽象类(中度抽象)，不能实例化，相当于java中的抽象类
//子类必须实现纯虚函数，否则子类也为抽象类
class Human2
{
public:
    virtual void eat()=0;
    virtual void speak(){
        std::cout << "Human speak!" << std::endl;
    }
};

int main(int argc, const char** argv) {

    // Human1 human;
    // Human2 human2;
    //以上声明均会报错：variable type 'Human2' is an abstract class
  	//测试代码省略，同于Java
    return 0;
}

python

#python
#python的多态不严谨，鸭子模型
class Creature:
    def eat(self):
        ...
    
    @staticmethod
    def staticmethod():
        ...

class Human(Creature):
    def eat(self):
        print("Human eats something！")

class Animal(Creature):
    def eat(self):
        print("Animal eats something!")

#test
def Func(creature):
    creature.eat()

Func(Human())
Func(Animal())

Oct 17, 2023

关于多态（2）