多態（Polymorphism），從字面意思上看指的是多種形式，在OOP(面向對象編程)中指的是同一個父類的函數可以體現為不同的行為。

在SystemVerilog中，指的是我們可以使用父類句柄來保存子類對象，并直接使用父類句柄來調用子類的方法。

因此，SystemVerilog中的多態性是一種根據父類對象句柄實際指向不同的對象類型使相同的代碼具備不同行為的能力。

為了實現這個目的，父類中的function或者task必須是virtual的。這樣，當擴展類覆蓋這個function或者task時，實際指向擴展類的父類句柄就可以調用擴展類的function或者task

因此，用一句話可以概括：

?

polymorphism = inheritance + virtual methods + upcasting.

?

SystemVerilog多態的示例：

?

class vehicle; // Parent class
 virtual function vehicle_type( ); // Virtual function
 $display("vehicle");
 endfunction
 
 virtual task color( ); // Virtual task
 
 $display("It has color");
 endtask
 endclass
 
 class four_wheeler extends vehicle; //child class
 function vehicle_type( ); //override parent class virtual
 //function
 $display("It is a four wheeler");
 endfunction
 
 task color( ); //override parent class virtual task
 $display("It has diferent colors");
 endtask
 endclass
 
 class BENZ extends four_wheeler; // "grand" child class
 
 function vehicle_type();
 $display("It is a Benz");
 endfunction
 
 task color();
 $display("It is Black");
 endtask
 endclass
 
 module polymorphism;
 initial begin
 
 vehicle vehcl;
 four_wheeler four_whlr;
 BENZ benz;
 four_whlr = new ( );
 benz = new ( );
 vehcl=four_whlr;//parent class variable holding child
 //class handle. No need to create an
 //object (of vehcl) by calling a new method
 vehcl.vehicle_type( );
 // accessing child (four_whlr) class method from
 // parent class (vehcl) variable
 vehcl=benz;
 vehcl.vehicle_type( );
 //accessing "grand" child method from parent class
 
 //variable (vehcl)
 four_whlr=benz;
 four_whlr.color( );
 // accessing child class method from parent class
 // "four_whlr"
 end
 endmodule

?

仿真log:

?

It is a four wheeler
It is a Benz
It is Black
$fnish at simulation time 0
 V C S S i m u l a t i o n R e p o r t

?

在上面這個例子中，我們首先聲明一個名為“vehicle”的父類。在這個父類中，我們聲明了兩個virtual 方法“vehicle_type”和“color.” 。

然后我們創建一個名為“four_wheeler”的擴展類，并覆蓋父類的virtual方法。

我們再擴展自“four_wheeler”創建一個擴展類“BENZ”。

所以，類的繼承關系如下：

?

“vehicle” -> “four_wheeler” ->“BENZ”

?

在program “polymorphism”中，我們聲明每種class類型的句柄，但是僅實例化兩個子類，即“four_whlr”和“benz”，而沒有實例化父類。

這里需要回顧下一個upcast的概念，即將擴展類對象直接賦值給父類句柄。當我們實例化擴展類對象“four_wheeler”時，實際上為該類“four_wheeler”和相應的父類“vehicle”分配了物理內存空間。

當我們執行

?

vehcl = four_whlr

?

父類句柄中就包含了子類實例，據此我們可以訪問被覆蓋的virtual方法，這就是多態性。

下面是另外一個展示多態性的示例：

?

 // base class
 class animals;
 virtual function void display( );
 $display("Inside base class animals");
 endfunction
 endclass
 // extended class 1
 class parrot extends animals;
 function void display( );
 $display("Inside extended class parrot");
 endfunction
 endclass
 // extended class 2
 class tiger extends animals;
 function void display( );
 $display("Inside extended class tiger");
 endfunction
 endclass
 // extended class 3
 class lion extends animals;
 function void display( );
 $display("Inside extended class lion");
 endfunction
 endclass
 // module
 module polymorphism;
 initial begin
 //instantiate subclasses
 parrot p1 = new( );
 lion A1 = new( );
 tiger t1 = new( );
 //base class array variable
 animals a1[3];
 //assigning extended class object handles to
 //base class array variable
 a1[0] = p1;
 a1[1] = A1;
 a1[2] = t1;
 //accessing extended class methods using base class 
variable
 a1[0].display( );
 a1[1].display( );
 a1[2].display( );
 end
 endmodule

?

仿真log:

?

Inside extended class parrot
Inside extended class lion
Inside extended class tiger
 V C S S i m u l a t i o n R e p o r t

?

分別將不同的子類對象賦值被3個父類句柄，可以看出最后相同的父類函數打印出不同的內容。

　　審核編輯：湯梓紅