我举一个最简单的例子:比如现在有两个: Triangle和Circle图形,他们都是shape类型。现在我们想要统一管理这些几何形状图形。我们应该怎么做了? 显然有两种典型的设计模式:继承和模板。
继承的实现往往是一个抽象的基类,这个基类的作用往往是提供接口,往往不会真正的去实现,比如:我们想要 Triangle 和 Circle 都有一个查询面积的接口,我们可以这样实施一个基类。
这样就有一个统一的接口,如果我们的 Circle类和Rectangle 类, public 继承Shape类,那么他们就可以得到 Shape类的这个函数
这个时候,父类和子类的 get_area()都有着良好的定义,而且是可以被调用的。
一般而言,调用的是哪个函数(父类或者子类),会取决于指针是什么类型,这当然在编译期就能确定,但是你没有办法 用 shape* 类型的指针来管理 Circle 或者 Tranigle。比如:
那怎么解决这个问题了 ?C++ 提出了 虚函数的概念
Shape
类有没有这个接口, 而在运行时会查虚函数表, 才决定具体调用哪个
现在我们将刚刚那个例子重新修改下:
很显然:将函数声明为虚函数之后, shape *s1指针就可以管理Circle类了,它可以直接调用:Circle::get_area()函数。(它在运行期,会查虚函数表,根据指针具体类型,决定调用那个函数)
在实践中,通常我们需要禁止抽象类的接口调用,也就是禁止调用 Shape::get_area()函数,那么为了实现这一点,我们需要把抽象类声明成 纯虚函数。这样就可以防止新建抽象类的实例,进而防止调用抽象类的函数了。纯虚函数声明 :virtual 函数类型 函数名 (参数表列) =
(1)纯虚函数没有函数体;
(2)最后面的“=0”并不表示函数返回值为0,它只起形式上的作用,告诉编译系统“这是虚函数”;
(3)这是一个声明语句,最后有分号。
除了通过继承关系实现多态之外,C++还提供了一种方式来实现这个需求:模板。
想要变成模板,类模板的参数只能是整形或者类型名,所以我们给每一个形状一个编号
然后给模板传递一个编号
继承、模板与 CRTP —— 谈谈 C++ 多态设计模式 - 知乎