C++初阶多态
Posted Huang_ZhenSheng
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C++初阶多态相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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2.override: 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错
多态的条件
class Person
public:
virtual void BuyTicket()
cout << "正常排队—全价买票" << endl;
protected:
int _age;
string _name;
;
class Student:public Person
public:
virtual void BuyTicket()
cout << "正常排队—半价买票" << endl;
protected:
int _age;
string _name;
;
class Solider:public Person
public:
virtual void BuyTicket()
cout << "优先排队—全价买票" << endl;
protected:
int _age;
string _name;
;
//多态两个条件
//1,子类重写父类的虚函数
//2,必须是父类的指针或者引用去调用虚函数
void Func(Person* ptr)
//多态—ptr指向父类对象调用父类的虚函数，指向子类对象调子类虚函数
ptr->BuyTicket();
int main()
Person ps;
Student st;
Solider sd;
Func(&ps);
Func(&st);
Func(&sd);
多态的两个条件
1.子类重写父类的虚函数
2.必须是父类的指针或者引用去调用虚函数
析构函数的重写
class Person
public:
virtual ~Person()
cout << "~Person()" << endl;
;
class Student :public Person
public:
virtual ~Student()
cout << "~Student()" << endl;
;
//如果不是虚函数，他们之间是隐藏关系
//是虚函数，他们是重写关系
int main()
普通场景下面，虚函数是否重写都是OK的
//Person p;
//Student s;
//new对象特殊场景
Person* p1 = new Person;
Person* p2 = new Student;
delete p1;//p1->destructor()
delete p2;//p2->destructor()
return 0;
注意！析构函数要定义成虚函数
有些书籍会把多态进行更多的划分：
1，静态的多态——函数的重载，调用同一个函数，传不同的参数，就有不同的行为/形态
2，动态的多态——调用一个虚函数，不同对象去调用，就有不同的行为/形态
多态的条件：
a,子类中重写父类的虚函数
b,必须是父类的指针或者引用去调用重写的虚函数
虚函数重写条件：
a,子类和父类都必须是虚函数
b,函数名，参数，返回值都必须相同
例外：
a,协变
b,析构函数被特殊处理
c,子类中的重写虚函数可以不加virtual
C++11 override 和 final
1.final：修饰虚函数，表示该虚函数不能再被重写
2.override: 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错
class Car
public:
virtual void Drive()
;
class Benz :public Car
public:
virtual void Drive() override cout << "Benz-舒适" << endl;
;重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比
抽象类
在虚函数的后面写上 =0 ，则这个函数为纯虚函数。包含纯虚函数的类叫做抽象类（也叫接口类），抽象类不能实例化出对象。派生类继承后也不能实例化出对象，只有重写纯虚函数，派生类才能实例化出对象。纯虚函数规范了派生类必须重写，另外纯虚函数更体现出了接口继承
class Car
public:
virtual void Drive() = 0;
;
class Benz :public Car
public:
virtual void Drive()
cout << "Benz-舒适" << endl;
;
class BMW :public Car
public:
virtual void Drive()
cout << "BMW-操控" << endl;
;
void Test()
Car* pBenz = new Benz;
pBenz->Drive();
Car* pBMW = new BMW;
pBMW->Drive();
多态的原理
虚函数表
虚函数表：
如下代码的输出结果是？
class Base
public:
virtual void Func1()
cout << "Func1()" << endl;
private:
int _b = 1;
;
int main()
Base b;
cout << sizeof(Base) << endl;
return 0;
在看一段代码：
class Base
public:
virtual void Func1()
cout << "Base::Func1()" << endl;
virtual void Func2()
cout << "Base::Func2()" << endl;
void Func3()
cout << "Base::Func3()" << endl;
private:
int _b = 1;
;
class Derive : public Base
public:
virtual void Func1()
cout << "Derive::Func1()" << endl;
private:
int _d = 2;
;
int main()
Base b;
Derive d;
return 0;
父子类无论是否完成虚函数的重载，都有各自独立的虚表
一个类的所有对象，共享一张虚表
多态的原理
class Person
public:
virtual void BuyTicket() cout << "买票-全价" << endl;
;
class Student : public Person
public:
virtual void BuyTicket() cout << "买票-半价" << endl;
;
void Func(Person& p)
p.BuyTicket();
int main()
Person Mike;
Func(Mike);
Student Johnson;
Func(Johnson);
return 0;
分析===》
这里存在问题：多态的这种调用也是付出代价的，多态的调用要到虚表里面去找，会有一定程度的性能损失
复习：普通函数是如何确认地址的？编译或链接时确定它的地址
编译：编译的时候往上去找有无这个函数的定义，编译完，找到地址，编程call
链接：只有他的声明，他的定义在其他的目标文件里面，这个时候先过，call(?)，链接的时候拿这个函数名去找
多态的调用？
先检查是不是满足多态，多态的调用是运行时去确定地址，如何确定？==》去指向对象的虚函数表中知道虚函数的地址
单继承和多继承关系的虚函数表
单继承中的虚函数表
class Base
public:
virtual void Func1()
cout << "Base::Func1()" << endl;
virtual void Func2()
cout << "Base::Func2()" << endl;
void Func3()
cout << "Base::Func3()" << endl;
private:
int _b = 1;
;
class Derive : public Base
public:
virtual void Func1()
cout << "Derive::Func1()" << endl;
virtual void Func4()
cout << "Derive::Func4()" << endl;
private:
int _d = 2;
;
typedef void(*VFPTR)();
//打印虚表
void PrintVFT(void* vft[])
printf("%p\\n",vft);
for (size_t i = 0; vft[i] != nullptr; i++)
printf("vft[%d]:%p->",i,vft[i]);
VFPTR f = (VFPTR)vft[i];
f();
printf("\\n");
int main()
Base b;
Derive d;
PrintVFT((void**)*(int*)&b);
PrintVFT((void**)*(int*)&d);
return 0;
虚函数存在哪的？虚表存在哪的？
答：虚函数存在虚表，虚表存在对象中。注意上面的回答的错的。但是很多童鞋都是这样深以为然的。注意虚表存的是虚函数指针，不是虚函数，虚函数和普通函数一样的，都是存在代码段的，只是他的指针又存到了虚表中。另外对象中存的不是虚表，存的是虚表指针。
那么虚表存在哪的呢？===>常量区（代码段）
虚函数编译出来函数指令跟普通函数一样，存在代码段，虚函数地址又被放到虚函数表中
int main()
Base bb;
int a = 0;
int* p1 = new int;
const char* p2 = "hello world";
auto pf = PrintVFT;
static int b = 1;
printf("栈祯变量:%p\\n",&a);
printf("堆变量:%p\\n", p1);
printf("常量区变量:%p\\n", p2);
printf("函数地址变量:%p\\n", pf);
printf("静态区变量:%p\\n", &b);
printf("虚函数表地址:%p\\n", *(int*)&bb);
return 0;
以上是关于C++初阶多态的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章