C++ 多态性的概念

多态性(polymorphism)是面向对象程序设计的一个重要特征。如果一种语言只支持类而不支持多态，是不能被称为面向对象语言的，只能说是基于对象的，如Ada、VB就属此类。C++支持多态性，在C++程序设计中能够实现多态性。利用多态性可以设计和实现一个易于扩展的系统。

顾名思义，多态的意思是一个事物有多种形态。多态性的英文单词polymorphism来源于希腊词根poly(意为“很多”)和morph(意为“形态”）。在C ++程序设计中，多态性是指具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性的：向不同的对象发送同一个消息， 不同的对象在接收时会产生不同的行为（即方法）。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。所谓消息，就是调用函数，不同的行为就是指不同的实现，即执行不同的函数。

其实，我们已经多次接触过多态性的现象，例如函数的重载、运算符重载都是多态现象。只是那时没有用到多态性这一专门术语而已。例如，使用运算符“+”使两个数值相加，就是发送一个消息，它要调用operator +函数。实际上，整型、单精度型、双精度型的加法操作过程是互不相同的，是由不同内容的函数实现的。显然，它们以不同的行为或方法来响应同一消息。

在现实生活中可以看到许多多态性的例子。如学校校长向社会发布一个消息：9月1日新学年开学。不同的对象会作出不同的响应：学生要准备好课本准时到校上课；家长要筹集学费；教师要备好课；后勤部门要准备好教室、宿舍和食堂……由于事先对各种人的任务已作了规定，因此，在得到同一个消息时，各种人都知道自己应当怎么做，这就是 多态性。可以设想，如果不利用多态性，那么校长就要分别给学生、家长、教师、后勤部门等许多不同的对象分别发通知，分别具体规定每一种人接到通知后应该怎么做。显然这是一件十分复杂而细致的工作。一人包揽一切，吃力还不讨好。现在，利用了多态性机制，校长在发布消息时，不必一一具体考虑不同类型人员是怎样执行的。至于各类人员在接到消息后应气做什么，并不是临时决定的，而是学校的工作机制事先安排决定好的。校长只需不断发布各种消息，各种人员就会按预定方案有条不紊地工作。

同样，在C++程序设计中，在不同的类中定义了其响应消息的方法，那么使用这些类 时，不必考虑它们是什么类型，只要发布消息即可。正如在使用运算符“ ”时不必考虑相加的数值是整型、单精度型还是双精度型，直接使用“+”，不论哪类数值都能实现相加。可以说这是以不变应万变的方法，不论对象千变万化，用户都是用同一形式的信息去调用它们，使它们根据事先的安排作出反应。

从系统实现的角度看，多态性分为两类：静态多态性和动态多态性。以前学过的函数重载和运算符重载实现的多态性属于静态多态性，在程序编译时系统就能决定调用的是哪个函数，因此静态多态性又称编译时的多态性。静态多态性是通过函数的重载实现的（运算符重载实质上也是函数重载）。动态多态性是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的对象。它又称运行时的多态性。动态多态性是通过虚函数（Virtual fiinction)实现的。

有关静态多态性的应用，即函数的重载（请查看：C++函数重载）和运算符重载（请查看：C++运算符重载），已经介绍过了，这里主要介绍动态多态性和虚函数。要研究的问题是：当一个基类被继承为不同的派生类时，各派生类可以使用与基类成员相同的成员名，如果在运行时用同一个成员名调用类对象的成员，会调用哪个对象的成员？也就是说，通过继承而产生了相关的不同的派生类，与基类成员同名的成员在不同的派生类中有不同的含义。也可以说，多态性是“一个接口，多种 方法”。