C++多态性概念

Question

我需要对我在这里阅读的特定段落做一些解释.

所以在第一个例子中:

// pointers to base class
#include <iostream>
using namespace std;

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 ()
  { return (width * height); }
};

class CTriangle: public CPolygon {
public:
int area ()
  { 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;
}

为什么我不能简单地提及ppoly1->area()&ppoly2->area()？因为这两个指针(即使它们是类CPolygon)指向包含派生类对象的地址.

Answer 1

由于没有virtual int area();声明CPolygon,因此该方法CPolygon通常没有与类对象的链接.

基本上,您希望方法查找在运行时发生(就像在Python,JavaScript和其他语言中完成的那样),但在C++中它发生在编译时.上面的代码隐含地向C++编译器说," CRectangle并且CTriangle有方法命名,area但它们彼此无关,也没有任何关系CPolygon."

请记住,C++编译器在编译时通常不会看到给定类的所有子类.

当我可以创建派生类的对象并调用它的区域函数并完成我的工作时,为什么我会使用基类的指针指向派生类的成员(通过实现虚函数)？

因为很少有代码知道它所使用的对象的每一个细节,并且通常没有必要知道,所以有简化.

例如,在这种情况下,如果你的整个代码是一个函数,它创建一个CTriangle然后调用它的area方法来获取区域,打印它,然后终止,那么是的,没有多大意义.代码只不过是一个带有额外verbage的美化计算器.

但在现实世界中,你没有任何东西适合一个函数或源文件.因此,一段代码可能知道它有一个指向CPolygon但不是指定子类的指针.然而,该代码需要知道它的区域.例如,给定横截面多边形和厚度的计算挤出体积的函数:

int extruded_volume(CPolygon* poly, int thickness)
{
    return thickness * poly->area();
}

想象一下这个函数是在声明中Extrusion.h定义的Extrusion.cpp.另外,假设每个CPolygon,CRectangle以及CTriangle被分别在申报.h文件和规定.cpp分别的类命名的文件.然后Extrusion.h只需要#include "CPolygon.h"并且可以在不了解各种子类的情况下实现它的生命.当且仅当area是虚方法时,此方法才有效.

这也允许CPolygon稍后添加子类.例如,一个子类CEllipse表示一个椭圆,其"宽度"和"高度"分别是它的次轴和长轴长度:

class CEllipse: public CPolygon {
public:
int area ()
  { return M_PI * (width/2) * (height/2); }
};

因为我们使用了一个虚方法,CEllipse*所以可以传递一个extruded_volume而不用改变后者的代码.

如果area 不是虚方法,那么extruded_volume对于每个可能的多边形,您需要一个单独的版本:

template<typename T>
int extruded_volume(T* poly, int thickness)
{
    return thickness * poly->area();
}

在这种情况下,代码膨胀是次要的,因为那里的代码不多,但在更大的系统中,这可能是不可接受的.另请注意,调用的所有内容extruded_volume也可能需要成为模板.