多态的基本概念

多态是面向对象设计语言数据抽象和继承之外的第三个基本特征多态性(polymorphism)提供接口与具体实现之间的另一层隔膜，从而将“what”和“how”分离开来，多态性改善了代码的可读和组织性，同时也使创建的程序具有可扩展性，项目不仅在最初创建时期可以扩展，而且当项目在需要有新的功能时也能扩展c++支持编译时多态（静态多态）和运行时多态（动态多态），运算符重载和函数重载就是编译时多态，而派生类和虚函数实现运行多态静态多态和动态多态的区别就是函数地址是早绑定（静态联编）还是晚绑定（动态联编），如果函数的调用，在编译阶段就可以确定函数的调用地址，并产生代码，就是静态多态（编译时多态），就是说地址是早绑定的，而如果函数的调用地址不能编译不能再编译期间确定，而确定，而需要在运行时才能决定，这这就属于晚绑定（动态多态，运行时多态）

静态联编和动态联编

多态分类

静态多态 ------函数重载动态多态-------虚函数  继承关系

静态联编

地址早绑定，编译阶段定好地址

动态联编

地址晚绑定，运行时候绑定好地址

多态

父类的引用或指针指向子类对象 #include<iostream> using namespace std; class Animal { public: virtual void speak() { cout << "动物在说话" << endl; } }; class Cat : public Animal { public: void speak() { cout << "小猫在说话" << endl; } }; //调用doSpeak ,speak函数的地址早就绑定好了，早绑定，静态联编，编译阶段就确定好了地址 //参数类型为Aniaml类类型，所以地址绑定为Animal类的地址 //如果想调用猫的speak，不能提前绑定好函数的地址，所以需要在运行时候再去确定函数地址 //动态联编，写法Speak放法改为虚函数,再父类上声明虚函数，发生了多态 void doSpeak(Animal & animal)//Animal & animal = cat { animal.speak(); } //如果发生了继承的关系，编译器允许进行类型转换 void test01() { Cat cat; doSpeak(cat); } //什么叫多态？ //父类的引用或者指针 指向 子类对象 int main() { test01(); system("pause"); return 0; }

注意事项：

多态原理解析 

必须通过基类的指针或者引用调用虚函数 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写  

Animal类里的内部结构 

 

Cat类里的内部结构

当父类中有了虚拟函数，内部结构发生了改变内部多了一个vfptr   virtual  function  pointer 虚拟函数表指针，指向vftable 虚函表父类中结构  vptr  & Animal::speak子类中  进行 继承  会继承 vfptr  vfptrtable构造函数中，会将虚函数表指针 指向自己的虚函数表如果发生了重写，会替换掉虚函数表中的原有的speak,改为 &Cat::speak深入剖析，内部到底如何调用((void(*)()) (*(int *)*(int *)animal))();

虚函数重写的两个例外：

1. 协变(基类与派生类虚函数返回值类型不同) 派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指针或者引 用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时，称为协变。

2. 析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同) 如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加virtual关键字，都与基类的 析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同，看起来违背了重写的规 则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处理，编译后析构函数的名称统一处 理成一样  

 

#include<iostream> using namespace std; class Animal { public: virtual void speak() { cout << "动物在说话" << endl; } }; class Cat : public Animal { public: virtual void speak() { cout << "小猫在说话" << endl; } }; //调用doSpeak ,speak函数的地址早就绑定好了，早绑定，静态联编，编译阶段就确定好了地址 //参数类型为Aniaml类类型，所以地址绑定为Animal类的地址 //如果想调用猫的speak，不能提前绑定好函数的地址，所以需要在运行时候再去确定函数地址 //动态联编，写法Speak放法改为虚函数,再父类上声明虚函数，发生了多态 void doSpeak(Animal & animal)//Animal & animal = cat { animal.speak(); } //如果发生了继承的关系，编译器允许进行类型转换 void test01() { Cat cat; doSpeak(cat); } void test02() { //cout << sizeof(Animal) << endl; //没写virtual时是1个字节 //写了是4 //父类指针指向子类对象发生了多态 Animal * animal = new Cat; //animal->speak(); //*(int *)*(int *)animal函数地址 ((void(*)()) (*(int *)*(int *)animal))(); } //什么叫多态？ //父类的引用或者指针 指向 子类对象 int main() { //test01(); test02(); system("pause"); return 0; }

重载，重写，重定义的对比