注意：本文中代碼均使用 Qt 開發(fā)編譯環(huán)境
面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性可以分為四類：重載多態(tài)、強(qiáng)制多態(tài)昂利、包含多態(tài)和參數(shù)多態(tài)，前兩種統(tǒng)稱為專用多態(tài)铁坎，而后兩種也稱為通用多態(tài)蜂奸。
多態(tài)的實(shí)現(xiàn)###
多態(tài)從實(shí)現(xiàn)的角度可以劃分為：編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)的多態(tài)。
確定操作的具體對象的過程就是綁定（binding厢呵，也叫聯(lián)編）窝撵。綁定是指計(jì)算機(jī)程序自身彼此關(guān)聯(lián)的過程傀顾，也就是把一個(gè)標(biāo)識(shí)符名和一個(gè)存儲(chǔ)地址聯(lián)系在一起的過程襟铭；就是把一條消息和一個(gè)對象的方法相結(jié)合的過程。按照綁定進(jìn)行的階段不同短曾，可分為：靜態(tài)綁定和動(dòng)態(tài)綁定寒砖，這兩種綁定過程中分別對應(yīng)著多態(tài)的兩種實(shí)現(xiàn)方式：
1.綁定工作在編譯連接階段完成的情況稱為靜態(tài)綁定。也叫早期綁定或前綁定嫉拐。
2.綁定工作在程序運(yùn)行階段完成的情況稱為動(dòng)態(tài)綁定哩都。也叫晚期綁定或后綁定。
運(yùn)算符重載###
C++ 中預(yù)定義的運(yùn)算符的操作對象只能是基本數(shù)據(jù)類型婉徘。但實(shí)際上漠嵌，對于許多用戶自定義類型（例如類），也需要類似的運(yùn)算操作盖呼。這時(shí)就必須在C++中重新定義這些運(yùn)算符儒鹿，賦予已有運(yùn)算符新的功能，使它能夠用于特定類型執(zhí)行特定的操作几晤。運(yùn)算符重載的實(shí)質(zhì)是函數(shù)重載约炎，它提供了 C++ 的可擴(kuò)展性，也是 C++ 最吸引人的特性之一。
運(yùn)算符重載是通過創(chuàng)建運(yùn)算符函數(shù)實(shí)現(xiàn)的圾浅，運(yùn)算符函數(shù)定義了重載的運(yùn)算符將要進(jìn)行的操作掠手。運(yùn)算符函數(shù)的定義與其他函數(shù)的定義類似，惟一的區(qū)別是運(yùn)算符函數(shù)的函數(shù)名是由關(guān)鍵字 operator 和其后要重載的運(yùn)算符符號(hào)構(gòu)成的狸捕。
運(yùn)算符函數(shù)定義的一般格式如下：
<返回類型說明符> operator <運(yùn)算符符號(hào)> (<參數(shù)表>)
{
<函數(shù)體>
}
運(yùn)算符重載時(shí)要遵循以下規(guī)則：
(1) 除了類屬關(guān)系運(yùn)算符 "." 喷鸽、成員指針運(yùn)算符 ".*" 、作用域運(yùn)算符 "::" 府寒、sizeof 運(yùn)算符和三目運(yùn)算符 "?:" 以外魁衙，C++ 中的所有運(yùn)算符都可以重載。
(2) 重載運(yùn)算符限制在 C++ 語言中已有的運(yùn)算符范圍內(nèi)的允許重載的運(yùn)算符之中株搔，不能創(chuàng)建新的運(yùn)算符剖淀。
(3) 運(yùn)算符重載實(shí)質(zhì)上是函數(shù)重載，因此編譯程序?qū)\(yùn)算符重載的選擇纤房，遵循函數(shù)重載的選擇原則纵隔。
(4) 重載之后的運(yùn)算符不能改變運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性，也不能改變運(yùn)算符操作數(shù)的個(gè)數(shù)及語法結(jié)構(gòu)炮姨。
(5) 運(yùn)算符重載不能改變該運(yùn)算符用于內(nèi)部類型對象的含義捌刮。它只能和用戶自定義類型的對象一起使用，或者用于用戶自定義類型的對象和內(nèi)部類型的對象混合使用時(shí)舒岸。
(6) 運(yùn)算符重載是針對新類型數(shù)據(jù)的實(shí)際需要對原有運(yùn)算符進(jìn)行的適當(dāng)?shù)母脑焐鹱鳎剌d的功能應(yīng)當(dāng)與原有功能相類似，避免沒有目的地使用重載運(yùn)算符蛾派。
示例1：
#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
class complex{
public:
complex(double r=0.0, double i=0.0) : real(r), imag(i) {}
complex operator +(complex c2);
complex operator -(complex c2);
QString display() const;
private:
double real;
double imag;
};
complex complex::operator + (complex c2){
return complex(real + c2.real, imag + c2.imag);
}
complex complex::operator - (complex c2){
return complex(real - c2.real, imag - c2.imag);
}
QString complex::display() const {
return "(" + QString::number(real) + ", " + QString::number(imag) + ")";
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
complex c1(5, 4), c2(2, 10), c3;
qDebug() << "c1 = " << c1.display();
qDebug() << "c2 = " << c2.display();
c3 = c1 - c2;
qDebug() << "c3 = c1 - c2 = " << c3.display();
c3 = c1 + c2;
qDebug() << "c3 = c1 + c2 = " << c3.display();
return a.exec();
}
運(yùn)行結(jié)果：
運(yùn)算符函數(shù)重載一般有兩種形式：重載為類的成員函數(shù)和重載為類的非成員函數(shù)俄认。非成員函數(shù)通常是友元。（可以把一個(gè)運(yùn)算符作為一個(gè)非成員洪乍、非友元函數(shù)重載眯杏。但是，這樣的運(yùn)算符函數(shù)訪問類的私有和保護(hù)成員時(shí)壳澳，必須使用類的公有接口中提供的設(shè)置數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)岂贩，調(diào)用這些函數(shù)時(shí)會(huì)降低性能∠锊ǎ可以內(nèi)聯(lián)這些函數(shù)以提高性能萎津。）
成員函數(shù)運(yùn)算符###
運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)的一般格式為：
<函數(shù)類型> operator <運(yùn)算符> ( <參數(shù)表> ) {
<函數(shù)體>
}
當(dāng)運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)時(shí)，函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)比原來的操作數(shù)要少一個(gè)（后置單目運(yùn)算符除外）抹镊，這是因?yàn)槌蓡T函數(shù)用this指針隱式地訪問了類的一個(gè)對象锉屈，它充當(dāng)了運(yùn)算符函數(shù)最左邊的操作數(shù)。因此：
(1) 雙目運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)時(shí)髓考，函數(shù)只顯式說明一個(gè)參數(shù)部念，該形參是運(yùn)算符的右操作數(shù)。
(2) 前置單目運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)時(shí)，不需要顯式說明參數(shù)儡炼，即函數(shù)沒有形參妓湘。
(3) 后置單目運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)時(shí)，函數(shù)要帶有一個(gè)整型形參乌询。
調(diào)用成員函數(shù)運(yùn)算符的格式如下：
<對象名>.operator <運(yùn)算符>(<參數(shù)>)
它等價(jià)于
<對象名><運(yùn)算符><參數(shù)>
例如：a+b等價(jià)于a.operator+(b)榜贴。一般情況下，我們采用運(yùn)算符的習(xí)慣表達(dá)方式妹田。
示例2：
#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
class Clock {
public:
explicit Clock();
Clock(int NewH=0,int NewM=0,int NewS=0);
QString ShowTime() const;
Clock& operator ++(); //前置單目運(yùn)算符重載
Clock operator ++(int); //后置單目運(yùn)算符重載
private:
int Hour, Minute, Second;
};
Clock::Clock() : Hour(0), Minute(0), Second(0) {
}
Clock::Clock(int NewH, int NewM, int NewS) {
Hour = qMax(0, qMin(NewH, 23));
Minute = qMax(0, qMin(NewM, 59));
Second = qMax(0, qMin(NewS, 59));
}
QString Clock::ShowTime() const {
return QString::number(Hour) + ":"
+ QString::number(Minute) + ":"
+ QString::number(Second);
}
Clock& Clock::operator ++() {
if (++Second>=60) {
Second = Second - 60;
if (++Minute >= 60) {
Minute = Minute - 60;
Hour = (++Hour) % 24;
}
}
return *this;
}
Clock Clock::operator ++(int) {
Clock old = *this;
++(*this);
return old;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
Clock myClock(23,59,59);
qDebug() << "myClock is: " << myClock.ShowTime();
qDebug() << "myClock++:" << (myClock++).ShowTime();
qDebug() << "myClock is: " << myClock.ShowTime();
qDebug() << "++myClock:" << (++myClock).ShowTime();
qDebug() << "++myClock:" << (++myClock).ShowTime();
return a.exec();
}
運(yùn)行結(jié)果：
友元函數(shù)運(yùn)算符###
運(yùn)算符重載為類的友元函數(shù)的一般格式為：
friend <函數(shù)類型> operator <運(yùn)算符> ( <參數(shù)表> ) {
<函數(shù)體>
}
當(dāng)運(yùn)算符重載為類的友元函數(shù)時(shí)唬党，由于沒有隱含的this指針，因此操作數(shù)的個(gè)數(shù)沒有變化鬼佣，所有的操作數(shù)都必須通過函數(shù)的形參進(jìn)行傳遞驶拱，函數(shù)的參數(shù)與操作數(shù)自左至右一一對應(yīng)。
調(diào)用友元函數(shù)運(yùn)算符的格式如下：
operator <運(yùn)算符>(<參數(shù)1>,<參數(shù)2>)
它等價(jià)于
<參數(shù)1><運(yùn)算符><參數(shù)2>
例如：a+b等價(jià)于operator+(a,b)晶衷。
友元示例：
#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
class complex {
public:
complex(double r=0.0,double i=0.0) : real(r), imag(i) {
}
friend complex operator + (complex c1, complex c2);
friend complex operator - (complex c1, complex c2);
QString display() const;
private:
double real;
double imag;
};
complex operator + (complex c1,complex c2) {
return complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}
complex operator - (complex c1,complex c2) {
return complex(c1.real - c2.real, c1.imag - c2.imag);
}
QString complex::display() const {
return "(" + QString::number(real) + ","
+ QString::number(imag) +")";
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
complex c1(5,4), c2(2,10), c3;
qDebug() << "c1 =" << c1.display();
qDebug() << "c2 =" << c2.display();
c3 = c1 - c2;
qDebug() << "c3 = c1-c2 = " << c3.display();
c3 = c1 + c2;
qDebug() << "c3 = c1+c2 = " << c3.display();
return a.exec();
}
運(yùn)行結(jié)果：
兩種重載形式的比較
在多數(shù)情況下蓝纲，將運(yùn)算符重載為類的成員函數(shù)和類的友元函數(shù)都是可以的。但成員函數(shù)運(yùn)算符與友元函數(shù)運(yùn)算符也具有各自的一些特點(diǎn)：
(1) 一般情況下晌纫，單目運(yùn)算符最好重載為類的成員函數(shù)税迷；雙目運(yùn)算符則最好重載為類的友元函數(shù)。
(2) 以下一些雙目運(yùn)算符不能重載為類的友元函數(shù)：=锹漱、()箭养、[]、->哥牍。
(3) 類型轉(zhuǎn)換函數(shù)只能定義為一個(gè)類的成員函數(shù)而不能定義為類的友元函數(shù)毕泌。
(4) 若一個(gè)運(yùn)算符的操作需要修改對象的狀態(tài)，選擇重載為成員函數(shù)較好砂心。
(5) 若運(yùn)算符所需的操作數(shù)（尤其是第一個(gè)操作數(shù)）希望有隱式類型轉(zhuǎn)換懈词，則只能選用友元函數(shù)蛇耀。
(6) 當(dāng)運(yùn)算符函數(shù)是一個(gè)成員函數(shù)時(shí)辩诞，最左邊的操作數(shù)（或者只有最左邊的操作數(shù)）必須是運(yùn)算符類的一 個(gè)類對象（或者是對該類對象的引用）。如果左邊的操作數(shù)必須是一個(gè)不同類的對象纺涤，或者是一個(gè)內(nèi)部 類型的對象译暂，該運(yùn)算符函數(shù)必須作為一個(gè)友元函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
(7) 當(dāng)需要重載運(yùn)算符具有可交換性時(shí)撩炊，選擇重載為友元函數(shù)外永。
