多态(Polymorphism)是面向对象编程(OOP)中的一个重要概念,指的是同一个接口或基类在不同情况下可以表现出不同的行为。多态允许对象通过相同的接口或方法名以不同的方式执行操作,这种能力使代码更加灵活和可扩展。
java_2">java多态的主要形式
1.编译时多态(静态多态):
- 方法重载(Method Overloading):在同一个类中,可以定义多个同名方法,但它们的参数类型、数量或顺序不同。编译器在编译时根据方法调用时传递的参数决定调用哪个方法。
- 运算符重载(Operator Overloading):在某些编程语言中(如C++),允许开发者为类定义特定的操作符行为,使其适用于类的对象。
示例(Java中的方法重载):
java">class Calculator {int add(int a, int b) {return a + b;}double add(double a, double b) {return a + b;}
}
上述代码中,同名方法 add 有两个不同的版本,编译器会根据参数类型选择调用哪个方法。
2.运行时多态(动态多态):
- 方法重写(Method Overriding):子类可以重写(覆盖)父类的方法,使得子类对象在调用该方法时表现出不同的行为。运行时多态依赖于继承和接口,具体的方法调用在运行时决定。
示例(Java中的方法重写):
java">class Animal {void sound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
}class Dog extends Animal {@Overridevoid sound() {System.out.println("Dog barks");}
}class Cat extends Animal {@Overridevoid sound() {System.out.println("Cat meows");}
}
使用多态:
java">
public class Main {public static void main(String[] args) {Animal myDog = new Dog();Animal myCat = new Cat();myDog.sound(); // 输出: Dog barksmyCat.sound(); // 输出: Cat meows}
}
在上述代码中,myDog 和 myCat 都是 Animal 类型的引用,但它们在运行时调用的 sound 方法根据实际对象类型(Dog 或 Cat)表现出不同的行为。
多态的优点
代码复用:通过使用多态,可以编写更加通用和可重用的代码。
灵活性:程序可以在不修改现有代码的情况下扩展新的功能或行为。
可维护性:由于多态允许通过接口或基类来操作不同的对象,因此可以更轻松地修改和扩展代码。
c++多态的主要形式
在C++中,多态分为两种主要形式:
1.编译时多态(静态多态):
- 函数重载(Function Overloading):类似于前面提到的Java中的方法重载,C++允许在同一个作用域中定义多个同名函数,但这些函数的参数列表必须不同。
- 运算符重载(Operator Overloading):C++允许开发者为自定义类定义运算符,使得这些运算符可以用于类对象。
示例(函数重载和运算符重载):
ps 这个部分几乎和java相同!
class Example {
public:int add(int a, int b) {return a + b;}double add(double a, double b) {return a + b;}Example operator+(const Example& other) {Example result;// 假设有某种数据成员需要相加return result;}
};
2.运行时多态(动态多态):
虚函数(Virtual Function):C++中实现运行时多态的核心机制。通过在基类中定义虚函数,派生类可以重写这些虚函数,从而在运行时根据对象的实际类型调用相应的方法。
- 注意点:
- 父类中可继承函数必须用virtual来定义虚函数,派生类(子类)才能重写该函数
- 声明派生类的时候必须用父类的指针!
Animal* myOtherAnimal = new Cat();
- 表示继承的语句
class Dog : public Animal{
public:……}
代码示例(虚函数实现多态):
#include <iostream>
using namespace std;class Animal {
public:virtual void sound() {cout << "Animal makes a sound" << endl;}
};class Dog : public Animal {
public:void sound() override {cout << "Dog barks" << endl;}
};
//继承的基本语法!表示Animal类是cat的父类
class Cat : public Animal {
public:void sound() override {cout << "Cat meows" << endl;}
};int main() {
//注意 这个地方必须是指针!Animal* myAnimal = new Dog();Animal* myOtherAnimal = new Cat();myAnimal->sound(); // 输出: Dog barksmyOtherAnimal->sound(); // 输出: Cat meowsdelete myAnimal;delete myOtherAnimal;return 0;
}
在这个例子中,Animal类中的sound函数被声明为virtual,因此在Dog和Cat类中重写这个函数时,C++在运行时根据对象的实际类型调用适当的sound函数。
- 多态的优点
灵活性:允许使用基类指针或引用来操作派生类对象,代码更具扩展性。
可扩展性:在不改变基类代码的情况下,可以扩展新的派生类,并使其融入现有的框架中。
代码复用:通过继承和多态,可以重用代码并减少冗余。
总结
java和c++中多态的概念基本一致,都是分为编译时多态(同一接口,不同操作)和运行时多态(子类或派生类重写父类的方法),优点也是一致的,但是实现方法有区别