c++——多态（补充）

**C++ 多态**

多态是面向对象编程的一个重要概念，它允许同一个函数或方法在不同情况下表现出不同的行为。多态的关键点在于，程序在运行时根据实际类型来决定应该执行哪个函数。

###1. 多态的定义多态（Polymorphism）是指同一操作具有多个形式，这些形式由同一个接口或方法描述，而这些形式对应不同的数据类型。多态使得程序能够以一种更抽象和更通用的方式来处理不同类型的对象。

###2. 多态的类型C++ 中有两种多态：编译时多态（Compile-time Polymorphism）和运行时多态（Run-time Polymorphism）。

#### 编译时多态编译时多态是指在编译阶段就可以确定应该执行哪个函数。这种多态通常通过函数重载实现。

cppclass Shape {
public:
 virtual void draw() =0; // pure virtual function};

class Circle : public Shape {
public:
 void draw() override { /* draw a circle */ }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
 void draw() override { /* draw a rectangle */ }
};

在上面的例子中，`Shape` 类是一个抽象基类，它定义了一个纯虚函数 `draw()`。`Circle` 和 `Rectangle` 类继承自 `Shape` 并实现了 `draw()` 函数。在使用这些类时，可以通过多态来调用 `draw()` 函数：

cppvoid drawShapes(Shape* shapes[], int size) {
 for (int i =0; i < size; ++i) {
 shapes[i]->draw();
 }
}

int main() {
 Circle circle;
 Rectangle rectangle;

 Shape* shapes[] = {&circle, &rectangle};

 drawShapes(shapes,2);

 return0;
}

在 `main()` 函数中，`drawShapes()` 函数通过多态来调用 `draw()` 函数。由于 `shapes` 数组中的元素是 `Shape` 类型的指针，因此编译器会根据实际类型（即 `Circle` 或 `Rectangle`) 来决定应该执行哪个函数。

#### 运行时多态运行时多态是指在程序运行时才可以确定应该执行哪个函数。这种多态通常通过虚函数实现。

cppclass Shape {
public:
 virtual void draw() { /* default implementation */ }
};

class Circle : public Shape {
public:
 void draw() override { /* custom implementation for circle */ }
};

在上面的例子中，`Shape` 类定义了一个虚函数 `draw()`。`Circle` 类继承自 `Shape` 并重写了 `draw()` 函数。在使用这些类时，可以通过多态来调用 `draw()` 函数：

cppvoid drawShapes(Shape* shapes[], int size) {
 for (int i =0; i < size; ++i) {
 shapes[i]->draw();
 }
}

int main() {
 Circle circle;

 Shape* shape = &circle;

 drawShapes(&shape,1);

 return0;
}

在 `main()` 函数中，`drawShapes()` 函数通过多态来调用 `draw()` 函数。由于 `shape` 变量是 `Shape` 类型的指针，因此编译器会根据实际类型（即 `Circle`) 来决定应该执行哪个函数。

###3. 多态的应用多态有很多应用场景，例如：

* **游戏开发**：在游戏中，可以使用多态来实现不同的角色或敌人，每个角色或敌人都可以有自己的行为和技能。
* **图形绘制**：在图形绘制中，可以使用多态来实现不同的图形元素，每个元素都可以有自己的绘制方式。
* **音频处理**：在音频处理中，可以使用多态来实现不同的音频效果，每个效果都可以有自己的算法和参数。

###4. 多态的优点多态有很多优点，例如：

* **代码重用**：通过多态，可以重用相同的代码来实现不同类型的对象。
* **灵活性**：通过多态，可以灵活地处理不同的类型的对象。
* **易维护**：通过多态，可以更容易地维护和修改代码。

###5. 多态的缺点多态也有很多缺点，例如：

* **复杂度增加**：通过多态，可以增加代码的复杂度。
* **性能损失**：通过多态，可以导致性能损失，因为需要进行动态类型检查。
* **调试困难**：通过多态，可以使得调试更加困难，因为需要考虑多种类型的情况。

综上所述，多态是一个非常重要的概念，它可以帮助我们实现代码重用、灵活性和易维护性。但是，也有可能导致复杂度增加、性能损失和调试困难。因此，我们应该谨慎地使用多态，并且仔细考虑其优缺点。