Полиморфизм в С++

Слово полиморфизм означает наличие множества форм. Как правило, полиморфизм возникает, когда существует иерархия классов и они связаны наследованием.

Полиморфизм C++ означает, что вызов функции-члена приведет к выполнению другой функции в зависимости от типа объекта, который вызывает функцию.

Рассмотрим следующий пример, в котором базовый класс был получен двумя другими классами —

Живая демонстрация

#include <iostream> 
using namespace std;
 
class Shape {
   protected:
      int width, height;
      
   public:
      Shape( int a = 0, int b = 0){
         width = a;
         height = b;
      }
      int area() {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};
class Rectangle: public Shape {
   public:
      Rectangle( int a = 0, int b = 0):Shape(a, b) { }
      
      int area () { 
         cout << "Rectangle class area :" <<endl;
         return (width * height); 
      }
};

class Triangle: public Shape {
   public:
      Triangle( int a = 0, int b = 0):Shape(a, b) { }
      
      int area () { 
         cout << "Triangle class area :" <<endl;
         return (width * height / 2); 
      }
};

// Main function for the program
int main() {
   Shape *shape;
   Rectangle rec(10,7);
   Triangle  tri(10,5);

   // store the address of Rectangle
   shape = &rec;
   
   // call rectangle area.
   shape->area();

   // store the address of Triangle
   shape = &tri;
   
   // call triangle area.
   shape->area();
   
   return 0;
}

Когда приведенный выше код скомпилирован и выполнен, он дает следующий результат —

Parent class area :
Parent class area :

Причина неправильного вывода в том, что вызов функции area() устанавливается компилятором один раз как версия, определенная в базовом классе. Это называется статическим разрешением. вызова функции или статической компоновки - фиксируется вызов функции до выполнения программы. Это также иногда называют ранним связыванием. потому что функция area() устанавливается во время компиляции программы.

Но теперь давайте внесем небольшие изменения в нашу программу и поставим перед объявлением area() в классе Shape ключевое слово virtual. чтобы это выглядело так -

class Shape {
   protected:
      int width, height;
      
   public:
      Shape( int a = 0, int b = 0) {
         width = a;
         height = b;
      }
      virtual int area() {
         cout << "Parent class area :" <<endl;
         return 0;
      }
};

После этой небольшой модификации, когда код предыдущего примера скомпилирован и выполнен, он дает следующий результат —

Rectangle class area
Triangle class area

На этот раз компилятор смотрит на содержимое указателя, а не на его тип. Следовательно, поскольку адреса объектов классов tri и rec хранятся в *shape, вызывается соответствующая функция area().

Как видите, каждый из дочерних классов имеет отдельную реализацию функции area(). Вот как полиморфизм обычно используется. У вас есть разные классы с функцией с одним и тем же именем и даже с одинаковыми параметрами, но с разными реализациями.

Виртуальная функция

виртуальный function – это функция базового класса, объявленная с использованием ключевого слова virtual. . Определение виртуальной функции в базовом классе с другой версией в производном классе сигнализирует компилятору, что нам не нужна статическая компоновка для этой функции.

Чего мы действительно хотим, так это выбора функции, которая будет вызываться в любой заданной точке программы, на основе типа объекта, для которого она вызывается. Такого рода операции называются динамическими связями. или поздняя привязка .

Чисто виртуальные функции

Возможно, вы хотите включить виртуальную функцию в базовый класс, чтобы ее можно было переопределить в производном классе для соответствия объектам этого класса, но нет осмысленного определения, которое вы могли бы дать для функции в базовом классе. .

Мы можем изменить область виртуальной функции () в базовом классе на следующую —

class Shape {
   protected:
      int width, height;

   public:
      Shape(int a = 0, int b = 0) {
         width = a;
         height = b;
      }
      
      // pure virtual function
      virtual int area() = 0;
};

=0 сообщает компилятору, что у функции нет тела, и виртуальная функция выше будет называться чистой виртуальной функцией. .