C语言对象编程第三弹：多态
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多态的概念及C++例子
关于多态，之前整理的《什么是面向对象？》这篇文章有说到：
多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。
多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。
比如关于多态的C++的例子（该C++代码来自菜鸟教程）：
左右滑动查看全部代码>>>
#include <iostream>
using namespace std;
// 基类
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;
}
};
// 派生类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);
}
};
// 派生类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);
}
};
// 程序的主函数
int main( )
{
Shape *shape;
Rectangle rec(10,7);
Triangle tri(10,5);
// 存储矩形的地址
shape = &rec;
// 调用矩形的求面积函数 area
shape->area();
// 存储三角形的地址
shape = &tri;
// 调用三角形的求面积函数 area
shape->area();
return 0;
}
编译、运行结果为：
代码中用到了一个关键字：virtual，这是C++的关键字。基类中用virtual关键字修饰的函数叫做虚函数。
这虚函数有点像弱定义的感觉，先定义一个弱的/虚的函数，其它地方再定义同名的真的函数，实际用的是真的函数。
该例中，在派生类中重新定义基类中定义的虚函数area时，会告诉编译器不要静态链接到该函数，而是根据所调用的对象类型来选择调用真正的函数。
假如这个例子中不使用virtual来修饰基类中的area函数，则上例输出结果则为：
显然，如果没有virtual来修饰的话，用到的都是基类中的area。
本篇笔记我们还需要知道一个知识：虚函数表。具体介绍如（图片截图自百度百科）：
本篇笔记关于C++相关知识的就不再拓展，感兴趣的朋友可自行查资料进行学习。下面来看看C语言中怎么来实现上诉的例子：
C语言多态实例分析
这一节我们用C语言来实现上述例子的功能。下面看具体实现：
1、虚函数表
首先，我们可以使用函数指针来模拟C++的虚函数表：
/* 模拟C++的虚函数表 */
typedef struct _Ops
{
int (*area)(void);
}Ops;
2、基类Shape：
/* 基类 */
typedef struct _Shape
{
Ops ops;
int width;
int height;
}Shape;
3、派生类Rectangle、Triangle
/* 派生类Rectangle */
typedef struct _Rectangle
{
Shape shape;
char rectangle_name[20];
}Rectangle;
/* 派生类Triangle */
typedef struct _Triangle
{
Shape shape;
char triangle_name[20];
}Triangle;
4、两个派生类对应的area函数
/* Rectangle的area函数 */
int rectangle_area(void)
{
printf("Rectangle class area\n");
}
/* Triangle的area函数 */
int triangle_area(void)
{
printf("Triangle class area\n");
}
5、主函数/测试函数
左右滑动查看全部代码>>>
/* 主函数 */
int main(void)
{
Rectangle rectangle;
memset(&rectangle, 0, sizeof(Rectangle));
rectangle.shape.ops.area = rectangle_area; /* 与自己的area函数做绑定 */
Triangle triangle;
memset(&triangle, 0, sizeof(Triangle));
triangle.shape.ops.area = triangle_area; /* 与自己的area函数做绑定 */
Shape *shape;
shape = (Shape*)&rectangle;
shape->ops.area();
shape = (Shape*)▵
shape->ops.area();
return 0;
}
编译、运行结果为：
与C++例子中得到的结果是一样的。即父类指针shape来操作两个子类时，使用相同的接口时调用了不同的函数：
以上实现了简单的多态的功能。
这个例子中我们的操作函数（虚函数）只有一个，即area函数。
假如有多个操作函数，我们可以再建个结构体变量（函数表）把这些函数再包一层，这样会更清晰些。
在这个例子中，有如下对应关系：
因为这里只有一个操作函数，所以就没有建立一个函数表来包装一层了。我们可以再加一个函数表，如：
有多个函数的话，就更有必要构建一个函数表了：
这种方式是不是很熟悉了？如在《通俗易懂，嵌入式Linux驱动基础》就是这样的套路：
Linux内核给我们提供一个文件操作的结构体模板，我们需要用到什么依次实现、依次填充函数表，这样就很清晰。
除此之外，这里的给结构体初始化的方式使用如下这种方式：
可能有些朋友没用过这种初始化结构体的方式。这里就顺便提一下，这时使用指定初始化器（designated initializer）的方式，关于指定初始化器的介绍可查阅往期笔记：《C语言中，什么是指定初始化器？》及《结构体详解》。
以上就是本次的分享，感谢阅读与分享！如有错误，欢迎指出！
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