深入理解多态

多态的概念

多肽在宏观上就是对某件事情的产生的多种行为；理论上多态就是多种形态。代码层面多态是重写函数的实现。

虚函数

在函数前面加上virtual就是虚函数了

 

虚函数的重写/覆盖的条件

1.两个虚函数分别位于基类和派生类的作用域

2.函数名/参数类型/返回值（协变除外）一样

3.两个都是虚函数

协变

协变是虚函数重写的一个特例，当两个虚函数的返回值是为任意父子关系的指针，此时也是虚函数重写。

func函数就构成了协变

虚函数的接口继承（构成多态是有效）

当父类的函数是虚函数时，子类通过继承后，会将父类虚函数的声明继承下来。

如果形成多态，B中的就是

virtual void print（int val = 0）

 

 

 

形成多态的条件

1.完成虚函数的重写/覆盖

2.通过父类指针/父类的引用调用虚函数

为什么通过父类对象调用不行呢？

当我们用子类通过切片给父类时，虚函数表是不能拷贝给父类的，因为如果把虚函数表拷贝给父类后，当我们调用成员函数就无法确定调用的是父类的还是子类的。

 

多态在析构函数的运用

如图场景析构函数如果没有构成多态的话，析构行为就会发生错误

所以在继承里讲过析构函数会被编译器认为都是destrutor，将析构函数写成虚函数，这样的话在调用析构函数时就会构成多态，从而成功的析构。

 

纯虚函数

在函数末尾加上=0就是纯虚函数；

抽象类

含有纯虚函数的类叫做抽象类。

抽象类不能实例化出对象，强制性要求子类重写虚函数，否则会编译报错。

抽象类可以有构造，拷贝构造，赋值重载，析构。

如图C就是抽象类，继承C的类必须对print进行重写，否在是无法实例化出对象。

 

 

多态的原理

在类中如果写了虚函数，则会生成一个虚函数指针数组来存放虚函数的地址，而类中则会有_vfptr指针指向这个虚函数指针数组。

单继承

多继承

C类继承了A类和B类后，对A的func1进行了重写，从上图可以看到重写后，C中A的func1变成C重写的；这样当我们用A*（指向C类对象的）指针调用func1，就是C重写的了，这样就实现了多态。

注意：

1.先继承的类在上面，上图先继承A，所以A就在上面

2.当我们在C类中写了A和B中都没有的虚函数时，虚函数会存储在优先继承的类的虚函数表内，可以通过内存查看，监视窗口看不到。

3.虚函数表指针时在对象调用构造函数时完成初始化的

4.虚函数表在编译期间就确定好了

5.虚函数表存在于代码段

如何查看虚函数

typedef void(*VFPTR) ();

void PrintVTable(VFPTR vTable[])

{

// 依次取虚表中的虚函数指针打印并调用。调用就可以看出存的是哪个函数

cout << " 虚表地址>" << vTable << endl;

for (int i = 0; vTable[i] != nullptr; ++i)

{

printf(" 第%d个虚函数地址 :0X%x,->", i, vTable[i]);

VFPTR f = vTable[i];

f();

cout << endl;

}

}

通过上面的接口就可以查看虚函数表内的虚函数了。

 

当A和B里面有相同的函数，C对这个函数进行了重写会怎么样呢?

从上图我们可以发现A中的func1和B中的func1的地址不同，但是实际上A和B调用的是同一个func1，因为编译器对B进行了封装，那又为什么要封装呢，由于当我们用B*指针（指向的是C类中B这一部分）访问时this指针并不是指向C类的起始位置，所以要修正this指针的位置。

注意：当A和B都有相同的虚函数，C继承了A和B，C一定要对这个虚函数进行重写，不然编译器会报函数不明确的错误

菱形继承和多态