3、C++设计模式及实际应用-多态

多态，学习过面向对象开发的读者应该不会陌生，在C++里面，它可以实现父类指针调用其子类方法的效果。具体语法细节，读者可自行查看相关书籍进行学习，本节主要讲述多态在实际开发中的应用。

在我们平时的开发过程中要慎用多态，C++中，多态是通过虚函数来实现的，调用虚函数的性能消耗比调用普通成员函数大很多。

下面我们通过一个图形渲染的例子讲述一下多态的具体用法，比如我们开发一个图像渲染框架，需要实现立方体、球体和圆柱体的渲染。
在不考虑多态的情况下，简单的代码实现可以是这样

struct Cube {};				// 立方体渲染数据
struct Sphere {};			// 球体渲染数据
struct Cylinder {};			// 圆柱体渲染数据

class Renderer {
public:
  void drawCube(Cube& object);			// 渲染立方体
  void drawSphere(Sphere& object);		// 渲染球体
  void drawCylinder(Cylinder& object);	// 渲染圆柱体
};

// 渲染立方体、球体和圆柱体
int main() {
  Cube cube;		
  Sphere sphere;	
  Cylinder cylinder;
  Renderer renderer;
  renderer.drawCube(cube);
  renderer.drawSphere(sphere);
  renderer.drawCylinder(cylinder);
  return 0;
}

这样实现的话，以后如果想扩展新的渲染的图形结构，就需要不停地在Renderer里面新增渲染方法了，这样非常便于后期代码的维护。

下面介绍一下使用多态的方法来实现上述功能

class Object {
public:
  virtual void draw() = 0;
};

class Cube : public Object {
public:
  void draw();
};

class Sphere : public Object {
public:
  void draw();
};

class Cylinder : public Object {
public:
  void draw();
};

class Renderer {
public:
  void render(Object* object) {
    object->draw();
  }
};

// 渲染立方体、球体和圆柱体
int main() {
  Object* cube = new Cube();
  Object* sphere = new Sphere();
  Object* cylinder = new Cylinder();
  Renderer renderer;
  renderer.render(cube);
  renderer.render(sphere);
  renderer.render(cylinder);
  delete cube;
  delete sphere;
  delete cylinder;
  return 0;
}

采用多态的设计方式后，如果我们需要新增一个四面体，则只需要新定义一个Tetrahedron类即可，其它代码不需要改动

class Tetrahedron: public Object {
public:
  void draw();
};