文档章节

水煮多态

rise-worlds
 rise-worlds
发布于 2016/06/20 13:34
字数 1827
阅读 2
收藏 0

水是什么形状的?

乍一看这个问题似乎问得很没有道理,其实仔细想想,水正是自然界中“多态”的完美体现。不是么?用圆柱形容器装水,那么水就是圆柱形的;换用圆锥形容器盛之,水则又会成为圆锥形的了。在这个过程中,我们并不需要关心水是如何改变形状的,亦无需关心水在改变形状的过程中具体做了哪些事情;我们所要关心的,只是提供给它一个什么形状的容器,这就足够了。

OO(面向对象)中所谓的多态性,也正是这个道理。对于一个同名的方法(Water),我们在不同的情况(Container)下对其进行调用,那么它所完成的行为(Where_Am_I)也是不一样的。以下我将解说的,便是C++之中对于“多态”几种不同的实现形式。


函数的重载(Overload)

这儿是一个非常简单的函数max,它返回两个传入参数中较大的那一个。

int max( int a, int b )
{
    if ( a > b )
        return a;
    else
        return b;
}

相信这段代码的具体内容不用我解释了,是的,这是一段非常基本的代码。你可能会发现,这个max函数只适用于int类型的参数。那么,如果我同时还需要一个针对double类型的max,又该怎么办呢?

所幸C++语言本身提供了这一功能,它允许我们在定义函数的时候使用相同的名称——是为函数的重载。也就是说,我们可以继续定义一个double版本的max:

double max( double a, double b )
{
    if ( a > b )
        return a;
    else
        return b;
}

然后,在我们的代码中对这两个函数分别进行调用:

void f( void )
{
    int a = max( 1, 2 );
    double b = max( 1.5, 2.5 );
}

这样一来,我们无需关心调用的是哪个版本的max,编译器会自动根据我们给定的参数类型(int或double)挑选出最适当的max函数来进行调用。


模板(Template)

首先在这里说句题外话:“模板”的“模”应该如何发音?我发现,身边大多数的朋友喜欢发音为“mó”——当然我以前也是这么发音的。后来使用拼音输入法输入这个词语的时候,我才发现“模”在“模板”中应该读“mú”。字典上对“mú”音的解释为:使材料压制或浇灌成一定形状的工具。参考模板本身的特点,我觉得大抵也正是应该取“mú”音为佳。但是“mú板”又远远不及“mó板”读起来顺口,所以后来我但凡遇到这个词,一概发音为“template”。
言归正传。函数的重载的确为我们提供了很大的方便,我们不需要关心调用哪个函数,编译器会根据我们给定的参数类型挑选出最适当的函数进行调用。但是对于下面的情况,函数的重载就不是很适用了:

  • 函数体代码内容基本相同。
  • 需要为多个类型编写同样功能的函数。

也就是说,我们也许需要更多版本(int、double,甚至更多自定义类型,如复数complex之类)的max,但是它们的代码却无一例外的都是:

if ( a > b )
    return a;
else
    return b;

这样一来,我们需要做的事情就更倾向于一种体力劳动,而且,如是过多重复的工作也必然存在着错误的隐患。C++在这一方面,又为我们提供了一个解决方法,那就是模板。对于上面这众多版本且内容基本相同的max函数,我们只需要提供一个像下面这样函数模板即可:

template < typename T >
T max( const T& a, const T& b )
{
    if ( a > b )
        return a;
    else
        return b;
}

template是C++的关键字,表示它以下的代码块将使用模板。尖括号里面的内容称为模板参数,表示其中的T将在下面的代码模板中作为一种确定的类型使用。参数之所以使用const引用的形式,是为了避免遇到类对象的时候不必要的传值开销。在这个模板定义完毕之后,我们就可以像这样使用了:

void f( void )
{
    int a = max< int >( 1, 2 );
    double b = max< double >( 1.5, 2.5 );
}

对于这段代码,编译器会分别将int与double填充到函数模板中T所在的位置,也就是分别为max< int >和max< double >各自产生一份max函数的实体代码。这样一来,就达到了与函数重载一样的效果,但是程序员的工作量却是不可同日而语的。


虚函数(Virtual Function)

下面来以水为例,说说虚函数提供的多态表现形式。首先我们建立一个Water类,用来表示水。

class Water
{
public:
    virtual void Where_Am_I() = 0;
};

正如单独讨论水的形状没有意义一样,我们在这里当然也不能允许Water类的实例化,所以成员函数Where_Am_I被定义为了纯虚函数。下面,我们来分别定义水(Water)在瓶子(Bottle)、玻璃杯(Glass)以及湖泊(Lake)中的三种不同情况:

class Water_In_Bottle : public Water
{
public:
    virtual void Where_Am_I()
    {
        cout << "Now I'm in a bottle." << endl;
    }
};

class Water_In_Glass : public Water
{
public:
    virtual void Where_Am_I()
    {
        cout << "Now I'm in a glass." << endl;
    }
};

class Water_In_Lake : public Water
{
public:
    virtual void Where_Am_I()
    {
        cout << "Now I'm in a lake." << endl;
    }
};

这三者分别实现了成员函数Where_Am_I。然后,多态性的实现就可以通过一个指向Water的指针来完成:

void f( void )
{
    Water_In_Bottle a;
    Water_In_Glass b;
    Water_In_Lake c;

    Water *pWater[3];
    pWater[0] = &a;
    pWater[1] = &b;
    pWater[2] = &c;

    for ( int i = 0; i < 3; i++ )
    {
        pWater[i]->Where_Am_I();
    }
}

这样,程序的运行结果是:

Now I'm in a bottle.
Now I'm in a glass.
Now I'm in a lake.

好了,如你所见,我们并不需要关心pWater指向的是哪一种水,而只需要通过这个指针进行相同的调用工作,水本身就可以根据自身的所在来选择相应的行为。虚函数的多态性是非常有用的,尤其是在使用C++进行Windows程序设计的时候。考虑那些不同的窗口针对用户的相同行为而能够做出不同反应,也正是由于相应的消息响应虚函数的具体实现不同,方能达到这样的效果。

水煮多态,暂且煮到这里。这里所谈及的仅仅是C++对于多态的表现形式,而并未对文中三种技术(重载、模板、虚函数)的具体内容进行过多的解说——毕竟稍微一深入就难免会对某些技术细节进行大篇幅追究,譬如说到重载难免就会说到参数的匹配,说到模板又难免与泛型进行挂钩,到了虚函数又不能不提一下VTable的东西……在这里我一概全免,因为我的目的也就是希望通过上面几个简单的例子让诸位看官能对OO本身的多态有一个感性的认识,感谢您们的阅读。

本文转载自:http://www.cnblogs.com/flying_bat/archive/2006/09/27/516501.html

rise-worlds

rise-worlds

粉丝 2
博文 1755
码字总数 0
作品 0
深圳
程序员
私信 提问
【读后有感】从元宵节煮汤圆看架构的识别与设计

。因此,办法会有很多种,背后所体现的理念会有不同,折射出的是不同的价值观。 「好」架构,应当是对架构使用人「简单」并且「通用性强」,可以解决「很多」人的类似问题。 「好」架构,应当...

陶邦仁
2016/02/24
43
0
护肤老师锋哥:长痘痘主要是湿气太重。

哈喽~大家好,我是你们的护肤老师锋哥。 长痘痘主要是人体内湿气太重引起的,需要排出人体内的湿气和寒气,并且要加快皮肤的代谢功能,多吃冬瓜可以起到排毒的作用,并且能加快皮肤的新陈代谢...

锋哥护肤
2018/05/24
0
0
把煮好的鸡蛋放入玻璃杯,神奇的一幕发生了!

把煮好的鸡蛋放入玻璃杯,神奇的一幕发生了! 煮鸡蛋相信许多人都吃过也有许多人很喜欢吃,但是剥鸡蛋壳的过程的麻烦的。如何让鸡蛋壳更容易剥掉是一个难题,有人试过往煮鸡蛋的水中放入小苏...

阴雨音语
2016/03/09
81
0
世界咖啡地图-阅读笔记十四-调制咖啡的水

THE ROLE OF WATER - 水的角色 水在咖啡中是重要的,在容量上占了espresso的90%,过滤式咖啡中占了98.5%,水硬度和矿物质都会极大的影响咖啡的出品。 HARDNESS - 硬度 水硬度是用来衡量水中溶...

Slyne_D
2018/04/17
0
0
做饭技术革新运动

这一周,我在读南京大学历史系高华教授的文集(下载链接)。 书中提到,五十年代末、六十年代初,国内曾经有过一场"做饭技术革新运动"。我对这个运动充满好奇,就去查了一些资料,结果大开眼...

阮一峰
2011/08/18
0
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

mysql概览

学习知识,首先要有一个总体的认识。以下为mysql概览 1-架构图 2-Detail csdn |简书 | 头条 | SegmentFault 思否 | 掘金 | 开源中国 |

程序员深夜写bug
今天
8
0
golang微服务框架go-micro 入门笔记2.2 micro工具之微应用利器micro web

micro web micro 功能非常强大,本文将详细阐述micro web 命令行的功能 阅读本文前你可能需要进行如下知识储备 golang分布式微服务框架go-micro 入门笔记1:搭建go-micro环境, golang微服务框架...

非正式解决方案
今天
6
0
前端——使用base64编码在页面嵌入图片

因为页面中插入一个图片都要写明图片的路径——相对路径或者绝对路径。而除了具体的网站图片的图片地址,如果是在自己电脑文件夹里的图片,当我们的HTML文件在别人电脑上打开的时候图片则由于...

被毒打的程序猿
今天
8
0
Flutter 系列之Dart语言概述

Dart语言与其他语言究竟有什么不同呢?在已有的编程语言经验的基础上,我们该如何快速上手呢?本篇文章从编程语言中最重要的组成部分,也就是基础语法与类型变量出发,一起来学习Dart吧 一、...

過愙
今天
5
0
rime设置为默认简体

转载 https://github.com/ModerRAS/ModerRAS.github.io/blob/master/_posts/2018-11-07-rime%E8%AE%BE%E7%BD%AE%E4%B8%BA%E9%BB%98%E8%AE%A4%E7%AE%80%E4%BD%93.md 写在开始 我的Arch Linux上......

zhenruyan
今天
5
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部