C語(yǔ)言對(duì)象編程第三彈：多態(tài)
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多態(tài)的概念及C++例子
關(guān)于多態(tài)，之前整理的《什么是面向?qū)ο?？?/strong>這篇文章有說(shuō)到：
多態(tài)按字面的意思就是多種形態(tài)。當(dāng)類(lèi)之間存在層次結(jié)構(gòu)，并且類(lèi)之間是通過(guò)繼承關(guān)聯(lián)時(shí)，就會(huì)用到多態(tài)。
多態(tài)意味著調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，會(huì)根據(jù)調(diào)用函數(shù)的對(duì)象的類(lèi)型來(lái)執(zhí)行不同的函數(shù)。
比如關(guān)于多態(tài)的C++的例子（該C++代碼來(lái)自菜鳥(niǎo)教程）：
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#include <iostream>
using namespace std;
// 基類(lèi)
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;
}
};
// 派生類(lèi)Rectangle
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);
}
};
// 派生類(lèi)Triangle
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);
}
};
// 程序的主函數(shù)
int main( )
{
Shape *shape;
Rectangle rec(10,7);
Triangle tri(10,5);
// 存儲(chǔ)矩形的地址
shape = &rec;
// 調(diào)用矩形的求面積函數(shù) area
shape->area();
// 存儲(chǔ)三角形的地址
shape = &tri;
// 調(diào)用三角形的求面積函數(shù) area
shape->area();
return 0;
}
編譯、運(yùn)行結(jié)果為：
代碼中用到了一個(gè)關(guān)鍵字：virtual，這是C++的關(guān)鍵字。基類(lèi)中用virtual關(guān)鍵字修飾的函數(shù)叫做虛函數(shù)。
這虛函數(shù)有點(diǎn)像弱定義的感覺(jué)，先定義一個(gè)弱的/虛的函數(shù)，其它地方再定義同名的真的函數(shù)，實(shí)際用的是真的函數(shù)。
該例中，在派生類(lèi)中重新定義基類(lèi)中定義的虛函數(shù)area時(shí)，會(huì)告訴編譯器不要靜態(tài)鏈接到該函數(shù)，而是根據(jù)所調(diào)用的對(duì)象類(lèi)型來(lái)選擇調(diào)用真正的函數(shù)。
假如這個(gè)例子中不使用virtual來(lái)修飾基類(lèi)中的area函數(shù)，則上例輸出結(jié)果則為：
顯然，如果沒(méi)有virtual來(lái)修飾的話，用到的都是基類(lèi)中的area。
本篇筆記我們還需要知道一個(gè)知識(shí)：虛函數(shù)表。具體介紹如（圖片截圖自百度百科）：
本篇筆記關(guān)于C++相關(guān)知識(shí)的就不再拓展，感興趣的朋友可自行查資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。下面來(lái)看看C語(yǔ)言中怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)上訴的例子：
C語(yǔ)言多態(tài)實(shí)例分析
這一節(jié)我們用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)上述例子的功能。下面看具體實(shí)現(xiàn)：
1、虛函數(shù)表
首先，我們可以使用函數(shù)指針來(lái)模擬C++的虛函數(shù)表：
/* 模擬C++的虛函數(shù)表 */
typedef struct _Ops
{
int (*area)(void);
}Ops;
2、基類(lèi)Shape：
/* 基類(lèi) */
typedef struct _Shape
{
Ops ops;
int width;
int height;
}Shape;
3、派生類(lèi)Rectangle、Triangle
/* 派生類(lèi)Rectangle */
typedef struct _Rectangle
{
Shape shape;
char rectangle_name[20];
}Rectangle;
/* 派生類(lèi)Triangle */
typedef struct _Triangle
{
Shape shape;
char triangle_name[20];
}Triangle;
4、兩個(gè)派生類(lèi)對(duì)應(yīng)的area函數(shù)
/* Rectangle的area函數(shù) */
int rectangle_area(void)
{
printf("Rectangle class area\n");
}
/* Triangle的area函數(shù) */
int triangle_area(void)
{
printf("Triangle class area\n");
}
5、主函數(shù)/測(cè)試函數(shù)
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/* 主函數(shù) */
int main(void)
{
Rectangle rectangle;
memset(&rectangle, 0, sizeof(Rectangle));
rectangle.shape.ops.area = rectangle_area; /* 與自己的area函數(shù)做綁定 */
Triangle triangle;
memset(&triangle, 0, sizeof(Triangle));
triangle.shape.ops.area = triangle_area; /* 與自己的area函數(shù)做綁定 */
Shape *shape;
shape = (Shape*)&rectangle;
shape->ops.area();
shape = (Shape*)▵
shape->ops.area();
return 0;
}
編譯、運(yùn)行結(jié)果為：
與C++例子中得到的結(jié)果是一樣的。即父類(lèi)指針shape來(lái)操作兩個(gè)子類(lèi)時(shí)，使用相同的接口時(shí)調(diào)用了不同的函數(shù)：
以上實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的多態(tài)的功能。
這個(gè)例子中我們的操作函數(shù)（虛函數(shù)）只有一個(gè)，即area函數(shù)。
假如有多個(gè)操作函數(shù)，我們可以再建個(gè)結(jié)構(gòu)體變量（函數(shù)表）把這些函數(shù)再包一層，這樣會(huì)更清晰些。
在這個(gè)例子中，有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：
因?yàn)檫@里只有一個(gè)操作函數(shù)，所以就沒(méi)有建立一個(gè)函數(shù)表來(lái)包裝一層了。我們可以再加一個(gè)函數(shù)表，如：
有多個(gè)函數(shù)的話，就更有必要構(gòu)建一個(gè)函數(shù)表了：
這種方式是不是很熟悉了？如在《通俗易懂，嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)》就是這樣的套路：
Linux內(nèi)核給我們提供一個(gè)文件操作的結(jié)構(gòu)體模板，我們需要用到什么依次實(shí)現(xiàn)、依次填充函數(shù)表，這樣就很清晰。
除此之外，這里的給結(jié)構(gòu)體初始化的方式使用如下這種方式：
可能有些朋友沒(méi)用過(guò)這種初始化結(jié)構(gòu)體的方式。這里就順便提一下，這時(shí)使用指定初始化器（designated initializer）的方式，關(guān)于指定初始化器的介紹可查閱往期筆記：《C語(yǔ)言中，什么是指定初始化器？》及《結(jié)構(gòu)體詳解》。
以上就是本次的分享，感謝閱讀與分享！如有錯(cuò)誤，歡迎指出！
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