宏多态
带变量的宏可以实现一种初级形式的静态多态：
// macro_poly.cpp
#include ＜iostream＞
#include ＜string＞
// 定义泛化记号：宏ADD
#define ADD(A, B) (A) + (B);
int main()
{
int i1(1), i2(2);
std::string s1("Hello, "), s2("world!");
int i = ADD(i1, i2); // 两个整数相加
std::string s = ADD(s1, s2); // 两个字符串“相加”
std::cout ＜＜ "i = " ＜＜ i ＜＜ "/n";
std::cout ＜＜ "s = " ＜＜ s ＜＜ "/n";
} |
当程序被编译时，表达式ADD(i1, i2)和ADD(s1, s2)分别被替换为两个整数相加和两个字符串相加的具体表达式。整数相加体现为求和，而字符串相加则体现为连接。程序的输出结果符合直觉：
1 + 2 = 3
Hello, + world! = Hello, world! |
动态多态
这就是众所周知的的多态。现代面向对象语言对这个概念的定义是一致的。其技术基础在于继承机制和虚函数。例如，我们可以定义一个抽象基类Vehicle和两个派生于Vehicle的具体类Car和Airplane：
// dynamic_poly.h
#include ＜iostream＞
// 公共抽象基类Vehicle
class Vehicle
{
public:
virtual void run() const = 0;
};
// 派生于Vehicle的具体类Car
class Car: public Vehicle
{
public:
virtual void run() const
{
std::cout ＜＜ "run a car/n";
}
};
// 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。
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