在面向对象的程序设计中使用「多态」,能够增强程序的可扩充性,即程序需要修改或增加功能的时候,需要改动和增加的代码较少 。
下面我们用设计 LOL 英雄联盟游戏的英雄的例子,说明多态为什么可以在修改或增加功能的时候,可以较少的改动代码。
LOL 英雄联盟是 5v5 竞技游戏,游戏中有很多英雄,每种英雄都有一个「类」与之对应,每个英雄就是一个「对象」。
英雄之间能够互相攻击,攻击敌人和被攻击时都有相应的动作,动作是通过对象的成员函数实现的。
下面挑了五个英雄:
探险家 CEzreal
盖楼 CGaren
盲僧 CLeesin
无极剑圣 CYi
瑞兹 CRyze
基本思路:
为每个英雄类编写 Attack 、 FightBack 和 Hurted 成员函数。
Attack
FightBack
Hurted
设置基类 CHero ,每个英雄类都继承此基类
// 基类 class CHero { protected: int m_nPower ; // 代表攻击力 int m_nLifeValue ; // 代表生命值 }; // 无极剑圣类 class CYi : public CHero { public: // 攻击盖伦的攻击函数 void Attack(CGaren * pGaren) { .... // 表现攻击动作的代码 pGaren->Hurted(m_nPower); pGaren->FightBack(this); } // 攻击瑞兹的攻击函数 void Attack(CRyze * pRyze) { .... // 表现攻击动作的代码 pRyze->Hurted(m_nPower); pRyze->FightBack( this); } // 减少自身生命值 void Hurted(int nPower) { ... // 表现受伤动作的代码 m_nLifeValue -= nPower; } // 反击盖伦的反击函数 void FightBack(CGaren * pGaren) { ....// 表现反击动作的代码 pGaren->Hurted(m_nPower/2); } // 反击瑞兹的反击函数 void FightBack(CRyze * pRyze) { ....// 表现反击动作的代码 pRyze->Hurted(m_nPower/2); } };
有 n 种英雄, CYi 类中就会有 n 个 Attack 成员函数,以及 n 个 FightBack成员函数。对于其他类也如此。
如果游戏版本升级,增加了新的英雄寒冰艾希 CAshe ,则程序改动较大。所有的类都需要增加两个成员函数:
void Attack(CAshe * pAshe); void FightBack(CAshe * pAshe);
这样工作量是非常大的!!非常的不人性,所以这种设计方式是非常的不好!
用多态的方式去实现,就能得知多态的优势了,那么上面的栗子改成多态的方式如下:
// 基类 class CHero { public: virtual void Attack(CHero *pHero){} virtual voidFightBack(CHero *pHero){} virtual void Hurted(int nPower){} protected: int m_nPower ; // 代表攻击力 int m_nLifeValue ; // 代表生命值 }; // 派生类 CYi: class CYi : public CHero { public: // 攻击函数 void Attack(CHero * pHero) { .... // 表现攻击动作的代码 pHero->Hurted(m_nPower); // 多态 pHero->FightBack(this); // 多态 } // 减少自身生命值 void Hurted(int nPower) { ... // 表现受伤动作的代码 m_nLifeValue -= nPower; } // 反击函数 void FightBack(CHero * pHero) { ....// 表现反击动作的代码 pHero->Hurted(m_nPower/2); // 多态 } };
如果增加了新的英雄寒冰艾希 CAshe ,只需要编写新类 CAshe ,不再需要在已有的类里专门为新英雄增加:
void Attack( CAshe * pAshe) ; void FightBack(CAshe * pAshe) ;
所以已有的类可以原封不动,那么使用多态的特性新增英雄的时候,可见改动量是非常少的。
多态使用方式:
void CYi::Attack(CHero * pHero) { pHero->Hurted(m_nPower); // 多态 pHero->FightBack(this); // 多态 } CYi yi; CGaren garen; CLeesin leesin; CEzreal ezreal; yi.Attack( &garen ); //(1) yi.Attack( &leesin ); //(2) yi.Attack( &ezreal ); //(3)
根据多态的规则,上面的(1),(2),(3)进入到 CYi::Attack 函数后,分别调用:
CGaren::Hurted CLeesin::Hurted CEzreal::Hurted
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