Polimorfismo C ++ com Exemplo

O que é polimorfismo em C ++?

Em C ++, o polimorfismo faz com que uma função de membro se comporte de maneira diferente com base no objeto que a chama / invoca. Polimorfismo é uma palavra grega que significa ter muitas formas. Ocorre quando você tem uma hierarquia de classes relacionadas por herança.

Por exemplo, suponha que temos a função makeSound (). Quando um gato chama essa função, ele produz o som de miado. Quando uma vaca invoca a mesma função, ela emitirá o som de moow.

Embora tenhamos uma função, ela se comporta de maneira diferente em diferentes circunstâncias. A função tem muitas formas; portanto, alcançamos o polimorfismo.

Neste tutorial C ++, você aprenderá:

O que é polimorfismo?
Tipos de polimorfismo
Polimorfismo de tempo de compilação
Sobrecarga de função
Sobrecarga do operador
Polimorfismo de tempo de execução
Substituição de função
Função Virtual C ++
Polimorfismo de tempo de compilação vs. Polimorfismo de tempo de execução

Tipos de polimorfismo

C ++ suporta dois tipos de polimorfismo:

Polimorfismo de tempo de compilação e
Polimorfismo de tempo de execução.

Polimorfismo de tempo de compilação

Você invoca as funções sobrecarregadas combinando o número e o tipo de argumentos. A informação está presente durante o tempo de compilação. Isso significa que o compilador C ++ selecionará a função correta no momento da compilação.

O polimorfismo de tempo de compilação é obtido por meio de sobrecarga de função e sobrecarga do operador.

Sobrecarga de função

A sobrecarga de função ocorre quando temos muitas funções com nomes semelhantes, mas argumentos diferentes. Os argumentos podem diferir em termos de número ou tipo.

Exemplo 1:

#include using namespace std;void test(int i) {cout << " The int is " << i << endl;}void test(double f) {cout << " The float is " << f << endl;}void test(char const *ch) {cout << " The char* is " << ch << endl;}int main() {test(5);test(5.5);test("five");return 0;}

Resultado:

Aqui está uma captura de tela do código:

Explicação do código:

Inclua o arquivo de cabeçalho iostream em nosso código. Poderemos usar suas funções.
Inclua o namespace std em nosso código. Poderemos usar suas classes sem chamá-lo.
Crie uma função chamada test que tenha um parâmetro inteiro i. O {marca o início do corpo do teste de função.
Instrução a ser executada se o teste de função acima for invocado / chamado.
Fim do corpo do teste de função acima.
Crie uma função chamada test que tenha um parâmetro float f. O {marca o início do corpo do teste de função.
Instrução a ser executada se o teste de função acima for invocado / chamado.
Fim do corpo do teste de função acima.
Crie uma função chamada test que tenha um parâmetro de caractere ch. O {marca o início do corpo do teste de função.
Instrução a ser executada se o teste de função acima for invocado / chamado.
Fim do corpo do teste de função acima.
Chame a função main (). O {marca o início do corpo da função.
Chame a função test e passe 5 para ele como o valor do argumento. Isso invoca a função de teste que aceita um argumento inteiro, ou seja, a primeira função de teste.
Chame a função test e passe 5.5 para ela como o valor do argumento. Isso invocará a função de teste que aceita um argumento float, ou seja, a segunda função de teste.
Chame a função test e passe cinco para ele como o valor do argumento. Isso invocará a função de teste que aceita um argumento de caractere, ou seja, a terceira função de teste.
O programa deve retornar um valor se for executado com êxito.
O final do corpo da função main ().

Temos três funções com o mesmo nome, mas diferentes tipos de argumentos. Conseguimos polimorfismo.

Sobrecarga do operador

Em Operator Overloading, definimos um novo significado para um operador C ++. Também muda a forma como o operador trabalha. Por exemplo, podemos definir o operador + para concatenar duas strings. Nós o conhecemos como o operador de adição para adicionar valores numéricos. Após nossa definição, quando colocado entre inteiros, ele os adicionará. Quando colocado entre strings, ele os concatenará.

Exemplo 2:

#includeusing namespace std;class ComplexNum {private:int real, over;public:ComplexNum(int rl = 0, int ov = 0) {real = rl;over = ov;}ComplexNum operator + (ComplexNum const &obj) {ComplexNum result;result.real = real + obj.real;result.over = over + obj.over;return result;}void print() {cout << real << " + i" << over << endl;}};int main(){ComplexNum c1(10, 2), c2(3, 7);ComplexNum c3 = c1+c2;c3.print();}

Resultado:

Aqui está uma captura de tela do código:

Explicação do código:

Inclua o arquivo de cabeçalho iostream em nosso programa para usar suas funções.
Inclua o namespace std em nosso programa para usar suas classes sem chamá-lo.
Crie uma classe chamada ComplexNum. O {marca o início do corpo da classe.
Use o modificador de acesso privado para marcar variáveis como privadas, o que significa que elas só podem ser acessadas de dentro da classe.
Defina duas variáveis inteiras, reais e superiores.
Use o modificador de acesso público para marcar o construtor como público, o que significa que ele estará acessível mesmo de fora da classe.
Crie o construtor da classe e inicialize as variáveis.
Inicialize o valor da variável real.
Inicialize o valor da variável.
Fim do corpo do construtor.
Precisamos substituir o significado do operador +.
Crie o resultado do tipo de dados do tipo ComplexNum.
Use o operador + com números complexos. Esta linha adicionará a parte real de um número à parte real de outro número.
Use o operador + com números complexos. Esta linha adicionará a parte imaginária de um número à parte imaginária de outro número.
O programa retornará o valor do resultado variável após a execução bem-sucedida.
Fim da definição do novo significado do operador +, ou seja, sobrecarga.
Chame o método print ().
Imprima o novo número complexo após a adição no console.
Fim do corpo da função print ().
Fim do corpo da classe ComplexNum.
Chame a função main ().
Passe os valores das partes reais e complexas a serem adicionadas. A primeira parte de c1 será adicionada à primeira parte de c2, ou seja, 10 + 3. A segunda parte de c1 será adicionada à segunda parte de c, ou seja, 2 + 7.
Execute uma operação usando o operador sobrecarregado + e armazenando o resultado na variável c3.
Imprima o valor da variável c3 no console.
Fim do corpo da função main ().

Polimorfismo de tempo de execução

Isso acontece quando o método de um objeto é invocado / chamado durante o tempo de execução e não durante o tempo de compilação. O polimorfismo de tempo de execução é obtido por meio da substituição de função. A função a ser chamada / invocada é estabelecida durante o tempo de execução.

Substituição de função

A substituição de função ocorre quando uma função da classe base recebe uma nova definição em uma classe derivada. Nesse momento, podemos dizer que a função base foi substituída.

Por exemplo:

#include using namespace std;class Mammal {public:void eat() {cout << "Mammals eat… ";}};class Cow: public Mammal {public:void eat() {cout << "Cows eat grass… ";}};int main(void) {Cow c = Cow();c.eat();return 0;}

Resultado:

Aqui está uma captura de tela do código:

Explicação do código:

Importe o arquivo de cabeçalho iostream em nosso programa para usar suas funções.
Inclua o namespace std em nosso programa para usar suas classes sem chamá-lo.
Crie uma classe chamada Mammal. O {marca o início do corpo da classe.
Use o modificador de acesso público para definir a função que estamos prestes a criar como acessível publicamente. Estará acessível fora desta classe.
Crie uma função pública chamada comer. O {marca o início do corpo da função.
Imprime a instrução adicionada à função cout quando a função eat () é chamada.
O fim do corpo da função eat ().
Fim do corpo da classe Mamíferos.
Crie uma classe chamada Cow que herda a classe Mammal. Cow é a classe derivada, enquanto Mammal é a classe base. O {marca o início desta aula.
Use o modificador de acesso público para marcar a função que estamos prestes a criar como acessível publicamente. Estará acessível fora desta classe.
Substitua a função eat () que foi definida na classe base. O {marca o início do corpo da função.
A instrução a ser impressa no console quando esta função é chamada.
Fim do corpo da função eat ().
Fim do corpo da classe Vaca.
Chame a função main (). O {marca o início do corpo desta função.
Crie uma instância da classe Cow e dê a ela o nome c.
Chame a função eat () definida na classe Cow.
O programa deve retornar um valor após a conclusão bem-sucedida.
Fim da função main ().

Função Virtual C ++

Uma função virtual é outra maneira de implementar polimorfismo de tempo de execução em C ++. É uma função especial definida em uma classe base e redefinida na classe derivada. Para declarar uma função virtual, você deve usar a palavra-chave virtual. A palavra-chave deve preceder a declaração da função na classe base.

Se uma classe de função virtual for herdada, a classe virtual redefine a função virtual para atender às suas necessidades. Por exemplo:

#include using namespace std;class ClassA {public:virtual void show() {cout << "The show() function in base class invoked… " << endl;}};class ClassB :public ClassA {public:void show() {cout << "The show() function in derived class invoked… ";}};int main() {ClassA* a;ClassB b;a = &b;a->show();}

Resultado:

Aqui está uma captura de tela do código:

Explicação do código:

Inclua o arquivo de cabeçalho iostream no código para usar suas funções.
Inclua o namespace std em nosso código para usar suas classes sem chamá-lo.
Crie uma classe chamada ClassA.
Use o modificador de acesso público para marcar um membro da classe como acessível publicamente.
Crie uma função virtual chamada show (). Será uma função pública.
O texto a ser impresso quando o show () invocado é invocado. O endl é uma palavra-chave C ++, que significa linha final. Ele move o cursor do mouse para a próxima linha.
Fim do corpo da função virtual show ().
Fim do corpo da classe ClassA.
Criando uma nova classe chamada ClassB que herda a classe ClassA. ClassA se torna a classe base enquanto ClassB se torna a classe derivada.
Use o modificador de acesso público para marcar um membro da classe como acessível publicamente.
Redefina a função virtual show () derivada da classe base.
O texto a ser impresso no console quando a função show () definida na classe derivada é chamada.
Fim do corpo da função show ().
Fim do corpo da classe derivada, ClassB.
Chame a função main (). A lógica do programa deve ser adicionada em seu corpo.
Crie uma variável de ponteiro chamada a. Ele aponta para a classe chamada ClassA.
Crie uma instância da classe chamada ClassB. A instância recebe o nome de b.
Atribua os armazenamentos de valores no endereço b na variável a.
Invoque a função show () definida na classe derivada. A vinculação tardia foi implementada.
Fim do corpo da função main ().

Polimorfismo de tempo de compilação vs. Polimorfismo de tempo de execução

Aqui estão as principais diferenças entre os dois:

Polimorfismo de tempo de compilação	Polimorfismo de tempo de execução
Também é chamado de ligação inicial ou polimorfismo estático	Também é chamado de ligação tardia / dinâmica ou polimorfismo dinâmico
O método é chamado / invocado durante o tempo de compilação	O método é chamado / invocado durante o tempo de execução
Implementado por meio de sobrecarga de função e sobrecarga do operador	Implementado por meio de substituição de método e funções virtuais
Exemplo, sobrecarga de método. Muitos métodos podem ter nomes semelhantes, mas diferentes números ou tipos de argumentos	Exemplo, substituição de método. Muitos métodos podem ter um nome semelhante e o mesmo protótipo.
Execução mais rápida uma vez que a descoberta dos métodos é feita durante o tempo de compilação	Execução mais lenta, pois o descobridor de método é feito durante o tempo de execução.
Menos flexibilidade para a resolução de problemas é fornecida, uma vez que tudo é conhecido durante o tempo de compilação.	Muita flexibilidade é fornecida para resolver problemas complexos, uma vez que os métodos são descobertos durante o tempo de execução.

Resumo:

Polimorfismo significa ter muitas formas.
Ocorre quando existe uma hierarquia de classes relacionadas por herança.
Com o polimorfismo, uma função pode se comportar de maneira diferente com base no objeto que a invoca / chama.
No polimorfismo em tempo de compilação, a função a ser chamada é estabelecida durante o tempo de compilação.
No polimorfismo de tempo de execução, a função a ser chamada é estabelecida durante o tempo de execução.
O polimorfismo de tempo de compilação é determinado por meio de sobrecarga de função e sobrecarga do operador.
Na sobrecarga de função, existem muitas funções com nomes semelhantes, mas argumentos diferentes.
Os parâmetros podem diferir em número ou tipo.
Na sobrecarga de operador, um novo significado é definido para operadores C ++.
O polimorfismo de tempo de execução é obtido por meio da substituição de função.
Na substituição de função, uma classe derivada fornece uma nova definição para uma função definida na classe base.