嵌入式 C 语言面向对象编程 --- 多态

前两篇文章主要讲述了 C 语言面向对象编程– 封装和继承。本篇文章继续来讨论一下，如何使用 C 语言实现面向对象编程的另一个重要特性：多态。

对于多态的概念，网上已经有很多描述，简而言之，就是同一个接口的多种状态

通俗一点解释，多态就像是X-Man（X 战警）里面的魔形女角色，可以根据不同的战斗场景，改变自身的特征状态，同一个魔形女，不同的角色状态。

在 C++ 语言中，多态是存在于基类和派生类的关系里面的，实现运行时多态需要使用虚函数或抽象类。

C++ 多态

C++语言所描述的多态，分为编译时多态（也可以理解为重载）和运行时多态。

编译时多态并没有使用虚函数，这是因为程序在编译阶段已经确定了其执行关系，所以，一般可以把这种多态理解为函数的重载。

而运行时多态，则需要使用虚函数，使用虚函数是为了在程序编译的时候告诉编译器，这个函数需要在执行的时候才能确定其执行关系。

以下通过两段代码，简单描述一下 C++ 语言如何使用虚函数实现运行时多态。

头文件 polymorphism_test.h

源文件 polymorphism_test.cpp

从上面的代码可以看出，在头文件polymorphism_test.h 里面，声明了一个基类Coordinate和一个派生类Rectangle，基类和派生类里面都有各自的属性和虚函数。

基类的虚函数和父类的虚函数一致。在源文件polymorphism_test.cpp里面，分别实现了基类和派生类的构造函数和虚函数。

编写一个测试函数，用来测试以上的代码，测试函数内容如下所示：

代码运行结构，如下所示：

从以上的测试代码可以看出，基类指针指向基类对象的时候，就可以调用基类的函数方法。当基类指针指向派生类对象时，就可以调用派生类的函数方法。

在代码里面，运行时都是同样调用 p_base->display_params() 这段代码，但却可以有不同的表现形式，这种现象就是多态。

在创建基类对象和父类对象的时候，由于虚函数的存在，编译器会为每个对象创建一个虚函数表，这个虚函数表就是基类指针能找到要具体实现的函数的关键所在。

由于虚函数表的存在，因此我们可以通过基类指针对所有派生类的虚函数进行访问，以上就是C++语言中，封装、继承和多态的简单实现。

在C语言中，也可以使用一些技巧（主要是使用函数指针）实现多态。以下是C语言实现多态的具体内容。

C 语言多态

使用 C 语言实现多态，除了使用结构体构建出一个父类，还需要先构建出一个虚函数表，这个虚函数表就是一系列函数指针的结构体。

简单来说，就是在结构体里面包含了函数指针作为函数的接口，而这个函数指针则可以根据程序运行时的情况，分别赋予不同的函数入口，从而实现同一个接口不同的功能调用。