多态的原理

一.虚函数表

class A
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "A::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func2()
	{
		cout << "A::Func2()" << endl;
	}
	void Func3()
	{
		cout << "A::Func3()" << endl;
	}
private:
	int _a = 1;
};
class B:public A
{ 
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "B::Func1()" << endl;
	}
private:
	int _b = 2;
};
int main()
{
	A a;
	B b;
	return 0;
}

通过监视窗口我们发现：

• 对象a中不仅有一个成员变量，还有一个_vfptr的指针在前面（也有可能在后面，与平台有关），这个指针叫做虚函数表指针，里面存放的是虚函数表的地址，一个含有虚函数的类中都至少有一个虚函数表指针
• 对象a中的虚函数表中存放的是虚函数指针，指针里存放的是虚函数Func1和Func2的地址
• 对象b中存放的内容可以看作是两部分，一部分是从基类继承下来的，另一部分则是自己的
• 对象b将基类的虚函数表拷贝了一份下来，因为对象b中对基类的Func1函数进行了重写，因此对象b中的虚表中存放的是重写后的B::Func1(),虚函数的重写也叫做虚函数的覆盖，覆盖就是指虚函数表的覆盖
• 对象b继承了基类的Func2函数，也继承了基类的Func3函数，但由于Func3函数不是虚函数，因此不放进虚表中；如果类B中有新增的虚函数，则增加进派生类的虚表最后
• 注意：虚函数表中存放的是虚函数指针，它在数据段；而虚函数和普通函数是一样的，存放在代码段，只是它的指针放进了虚表中
• 单继承派生类的新增虚函数直接放在虚表之后，多继承派生类的新增虚函数放在第一个继承基类的虚表之后

二.多态的原理

#include<iostream>
using namespace std;
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 Func1(Person& people)
{
	people.BuyTicket();
}
int main()
{
	Person Peter;
	Student John;
	Func1(Peter);
	Func1(John);
}

通过调试我们可以看到，当Peter对象的引用调用Func1函数时，找到的是Peter对象虚表中的Person::BuyTicket()
当John对象的引用调用Func1函数时，找到的是John对象虚表中的Student::BuyTicket()
因此，多态的条件有两个：

• 虚函数的覆盖
• 通过对象的指针或者引用调用虚函数

我们还发现，满足多态的虚函数调用，是在运行期间到对象中寻找的，而不满足多态的函数调用是在编译期间就确定好的。