四、多态与虚函数

一.构成多态的先决条件

1.必须存在继承关系；（派生类：基类）

2.继承关系中必须有同名的虚函数，并且它们是覆盖关系（函数原型相同）。（基类：virtual void fun（） 派生类：void fun（）或者基类：virtual void fun（int a） 派生类：void fun（int b））

为了方便，你可以只将基类中的函数声明为虚函数，这样所有派生类中具有遮蔽关系的同名函数都将自动成为虚函数

3.存在基类的指针，通过该指针调用虚函数。（基类指针访问派生类的虚函数）

二.了解多态（多态的本质，核心）

C++多态的本质(核心)：可以通过基类指针对所有派生类（包括直接派生和间接派生）的成员变量和成员函数进行“全方位”的访问，尤其是成员函数。如果没有多态，我们只能访问成员变量。虽然基类指针指能够访问派生类的成员，但是只能访问继承下来的成员，不可访问派生类新增成员。

三.基类指针访问派生类成员

1.无Virtual关键字

上述例子表明：当基类指针指向派生类时，调用了Student的成员变量，但是没有调用Student的成员函数，导致了结果不伦不类（"hi，大家好！我叫李四 ,今年18岁了。但是考了100分。"）；换句话说，通过基类指针只能访问派生类的成员变量，但是不能访问派生类的成员函数。

2.有Virtual关键字

为了消除这种尴尬，让基类指针能够访问派生类的成员函数，C++ 增加了虚函数（Virtual Function）。使用虚函数非常简单，只需要在函数声明前面增加 virtual 关键字。

有了虚函数，基类指针指向基类对象时就使用基类的成员（包括成员函数和成员变量），指向派生类对象时就使用派生类的成员。换句话说，基类指针可以按照基类的方式来做事，也可以按照派生类的方式来做事，它有多种形态，或者说有多种表现方式，我们将这种现象称为多态（Polymorphism）。

四.借助引用实现多态

五.多态的一个典型混合案例

在基类 Base 中我们将void func()声明为虚函数，这样派生类 Derived 中的void func()就会自动成为虚函数。p 是基类 Base 的指针，但是指向了派生类 Derived 的对象。
语句p -> func()/fun（char* name1, int a1）;调用的是派生类的虚函数，构成了多态。
语句p -> func(10);调用的是基类的虚函数，因为派生类中没有函数覆盖它。
语句p -> func("http://c.biancheng.net");出现编译错误，因为通过基类的指针只能访问从基类继承过去的成员，不能访问派生类新增的成员。

六.纯虚函数与抽象类

1.什么是纯虚函数？

virtual 返回值类型 函数名 (函数参数) = 0;纯虚函数没有函数体，只有函数声明，在虚函数声明的结尾加上=0，表明此函数为纯虚函数；最后的=0并不表示函数返回值为0，它只起形式上的作用，告诉编译系统“这是纯虚函数”。

2.什么是抽象类？

包含纯虚函数的类称为抽象类（Abstract Class）。之所以说它抽象，是因为它无法实例化，也就是无法创建对象。原因很明显，纯虚函数没有函数体，不是完整的函数，无法调用，也无法为其分配内存空间。

抽象类通常是作为基类，让派生类去实现纯虚函数。派生类必须实现纯虚函数才能被实例化。

3.派生类必须重写基类中全部的虚函数后，才能够实例化

本例中定义了四个类，它们的继承关系为：Line --> Rec --> Cuboid --> Cube。
Line 是一个抽象类，也是最顶层的基类，在 Line 类中定义了两个纯虚函数 area() 和 volume()。
在 Rec 类中，实现了 area() 函数；所谓实现，就是定义了纯虚函数的函数体。但这时 Rec 仍不能被实例化，因为它没有实现继承来的 volume() 函数，volume() 仍然是纯虚函数，所以 Rec 也仍然是抽象类。
直到 Cuboid 类，才实现了 volume() 函数，才是一个完整的类，才可以被实例化。
可以发现，Line 类表示“线”，没有面积和体积，但它仍然定义了 area() 和 volume() 两个纯虚函数。这样的用意很明显：Line 类不需要被实例化，但是它为派生类提供了“约束条件”，派生类必须要实现这两个函数，完成计算面积和体积的功能，否则就不能实例化。