C++多态 --- 多态实现原理简析

Posted 2021-06-14 Overboom

1. 多态分类

多态分为两类

• 静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态，复用函数名

• 动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别：

• 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址

• 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

2. 动态多态的满足条件

1. 有继承关系

2. 子类重写父类中的虚函数

动态多态使用条件

父类指针或引用指向子类对象

3. 多态实现的前提

赋值兼容规则是指在需要父类对象的地方可以使用子类对象来代替:

通过public继承，子类得到了父类除构造/析构函数之外的所有成员，且所有成员的访问属性和父类的完全相同。这样，public继承的子类实际就具备了父类的所有功能，凡是父类能解决的问题，子类都可以解决。

赋值兼容规则是发生在父类和子类之间的:

(1) 子类的对象可以赋值给父类对象对象，过程会发生隐式类型转换
(2) 父类类型的指针可以指向子类对象
(3) 父类类型的引用可以用子类对象初始化

发生赋值兼容后，子类对象只能被作为父类对象使用，即只能使用从父类继承而来的成员。

4. 多态实现原理简析

以【C++】 --- 多态问题抛出与virtual关键字中的code为例讲解：

没有加virtual关键字时，sizeof(Animal)输出值为1，加了virtual关键字之后sizeof(Animal)输出值为4。Cat继承Animal类之后，其大小也是4.

是因为这时候类内部有一个指针vfptr [v - virtual, f - function, ptr - pointer]，通过下面一个图进一步理解：

1> 当子类重写父类的虚函数，子类中的虚函数表 内部 会替换成 子类的虚函数地址

2> 当父类的指针或引用指向子类对象时，发生多态