c++多态实现及原理1

C++多态实现及原理1 C++中的多态性是指在基类的函数前加上virtual关键字，在派生类中重写该函数，运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。如果对象类型是派生类，就调用派生类的函数；如果对象类型是基类，就调用基类的函数。 多态性是一个接口多种实现，是面向对象的核心，分为类的多态性和函数的多态性。多态用虚函数来实现，结合动态绑定。 在C++中，存在虚函数的类都有一个一维的虚函数表叫做虚表，类的对象有一个指向虚表开始的虚指针。虚表是和类对应的，虚表指针是和对象对应的。 纯虚函数是虚函数再加上=0；抽象类是指包括至少一个纯虚函数的类。纯虚函数：virtual void fun()=0;即抽象类！必须在子类实现这个函数，即先有名称，没有内容，在派生类实现内容。 例如，在下面的代码中，我们定义了一个基类Father和派生类Son。Father类中有两个函数：Face()和Say()，而Son类继承了Father类，并重写了Say()函数。当我们在main函数中定义了一个Son类的对象son，并将其地址赋给Father类的指针变量pFather，然后调用pFather->Say()时，输出的结果将是"Father say hello"。 这是因为C++编译器在编译的时候，要确定每个对象调用的函数（非虚函数）的地址，这称为早期绑定，当我们将Son类的对象son的地址赋给pFather时，C++编译器进行了类型转换，此时C++编译器认为变量pFather保存的就是Father对象的地址，当在main函数中执行pFather->Say(),调用的当然就是Father对象的Say函数。 从内存角度看，Son类对象的内存模型如上图，我们构造Son类的对象时，首先要调用Father类的构造函数去构造Father类的对象，然后才调用Son类的构造函数完成自身部分的构造，从而拼接出一个完整的Son类对象。当我们将Son类对象转换为Father类型时，该对象就被认为是原对象整个内存模型的上半部分，也就是上图中“Father对象所占内存”，那么当我们利用类型转换后的对象指针去调用它的方法时，当然也就是调用它所在的内存中的方法，因此，输出“Father Say hello”，也就顺理成章了。 要解决这个问题，就要使用晚绑定，当编译器使用晚绑定时候，就会在运行时再去确定对象的类型以及正确的调用函数，而要让编译器采用晚绑定，就要在基类中声明函数时使用virtual关键字，这样的函数我们就称之为虚函数，一旦某个函数在基类中声明为virtual，那么在所有的派生类中该函数都是virtual，而不需要再显式地声明为virtual。 例如，以下代码中，我们将Father类的Say()函数声明为虚函数，那么在Son类中该函数也是虚函数： class Father { public: void Face() { cout << "Father's face" << endl; } virtual void Say() { cout << "Father say hello" << endl; } }; class Son : public Father { public: void Say() { cout << "Son say hello" << endl; } }; void main() { Son son; Father *pFather = &son; pFather->Say(); // 输出"Son say hello" } 在这个例子中，当我们将Son类的对象son的地址赋给Father类的指针变量pFather，然后调用pFather->Say()时，输出的结果将是"Son say hello"。