// 派生于Vehicle的具体类Airplane
class Airplane: public Vehicle
{
public:
virtual void run() const
{
std::cout << "run a airplane\n";
}
};
客户程序可以通过指向基类Vehicle的指针(或引用)来操纵具体对象。通过指向基类对象的指针(或引用)来调用一个虚函数,会导致对被指向的具体对象之相应成员的调用:
// dynamic_poly_1.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include "dynamic_poly.h"
// 通过指针run任何vehicle
void run_vehicle(const Vehicle* vehicle)
{
vehicle->run(); // 根据vehicle的具体类型调用对应的run()
}
int main()
{
Car car;
Airplane airplane;
run_vehicle(&car); // 调用Car::run()
run_vehicle(&airplane); // 调用Airplane::run()
}
此例中,关键的多态接口元素为虚函数run()。由于run_vehicle()的参数为指向基类Vehicle的指针,因而无法在编译期决定使用哪一个版本的run()。在运行期,为了分派函数调用,虚函数被调用的那个对象的完整动态类型将被访问。这样一来,对一个Car对象调用run_vehicle(),实际上将调用Car::run(),而对于Airplane对象而言将调用Airplane::run()。
或许动态多态最吸引人之处在于处理异质对象集合的能力:
// dynamic_poly_2.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include "dynamic_poly.h"
// run异质vehicles集合
void run_vehicles(const std::vector<Vehicle*>& vehicles)
{
for (unsigned int i = 0; i < vehicles.size(); ++i)
{
vehicles[i]->run(); // 根据具体vehicle的类型调用对应的run()
}
}
int main()
{
Car car;
Airplane airplane;
std::vector<Vehicle*> v; // 异质vehicles集合
v.push_back(&car);
v.push_back(&airplane);
run_vehicles(v); // run不同类型的vehicles
}
在run_vehicles()中,vehicles[i]->run()依据正被迭代的元素的类型而调用不同的成员函数。这从一个侧面体现了面向对象编程风格的优雅。
静态多态
如果说动态多态是通过虚函数来表达共同接口的话,那么静态多态则是通过“彼此单独定义但支持共同操作的具体类”来表达共同性,换句话说,必须存在必需的同名成员函数。
我们可以采用静态多态机制重写上一节的例子。这一次,我们不再定义vehicles类层次结构,相反,我们编写彼此无关的具体类Car和Airplane(它们都有一个run()成员函数):
// static_poly.h
#include <iostream>
//具体类Car
class Car
{
public:
void run() const
{
std::cout << "run a car\n";
}
};
//具体类Airplane
class Airplane
{
public:
void run() const
{
std::cout << "run a airplane\n";
}
};
run_vehicle()应用程序被改写如下:
// static_poly_1.cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include "static_poly.h"
// 通过引用而run任何vehicle
template <typename Vehicle>
void run_vehicle(const Vehicle& vehicle)
{
vehicle.run(); // 根据vehicle的具体类型调用对应的run()
}
int main()
{
Car car;
Airplane airplane;
run_vehicle(car); // 调用Car::run()
run_vehicle(airplane); // 调用Airplane::run()
}
现在Vehicle用作模板参数而非公共基类对象(事实上,这里的Vehicle只是一个符合直觉的记号而已,此外别无它意)。经过编译器处理后,我们最终会得到run_vehicle<Car>()和 run_vehicle<Airplane>()两个不同的函数。这和动态多态不同,动态多态凭借虚函数分派机制在运行期只有一个run_vehicle()函数。
我们无法再透明地处理异质对象集合了,因