C++ 多态以及多态的原理-优快云博客

本文详细介绍了C++中的多态概念，包括虚函数的定义与重写规则，以及虚函数表的原理。还讨论了抽象类、接口继承与普通继承的区别，以及C++11中final和override关键字的作用。

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多态的概念

多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态
比如，买票时都是同一个景点有学生票半价和成人票全价等等

多态的构成条件

多态的构成条件主要涉及两个概念：虚函数和继承。
虚函数

虚函数是C++中用于实现运行时多态性的关键概念。
被virtual修饰的类成员函数称为虚函数

class Person {
   
   
public:
	//虚函数
	virtual void BuyTicket() 
	{
   
   
		//....
	}
};

在继承中构成多态还需要满足两个条件

被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写
父类的指针或者引用进行调用

举个栗子

class Person {
   
   
public:
	//虚函数
	virtual void BuyTicket() 
	{
   
   
		cout << "买票-全价" << endl;
	}
};
class Student : public Person
{
   
   
  //重写基类函数
	virtual void BuyTicket()
	{
   
   
		cout << "买票-半价" << endl;
	}
};
//必须是基类对象指针或引用调用
void Func(Person& people)
{
   
   
	people.BuyTicket();
}
void Test()
{
   
   
	Person Mike;
	Func(Mike);
	Student Johnson;
	Func(Johnson);
}
int main()
{
   
   
	Test();
	return 0;
}

父类对象和子类对象调用同一个函数，得到的结果不一样

运行结果：

解释：

虚函数的重写

虚函数重写(也叫覆盖)：派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数(即派生类虚函数与基类虚函数的返回值类型、函数名字、参数列表完全相同)，称派生类的虚函数重写了基类的虚函数。

在上面的例子中派生类Student中的BuyTicket函数就重写了基类Person的虚函数

虚函数重写的两个例外

协变
派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同，且返回值必须是父子关系的指针或者引用。即基类虚函数返回基类对象的指针或者引用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用时，称为协变。
比如

class Person
{
   
   
public:
	// 基类虚函数返回基类指针
	virtual Person* BuyTicket() 
	{
   
   
		return new Person();
	}
};
class Student : public Person
{
   
   
	// 派生类协变，返回更具体的类型 Student*
	virtual Student* BuyTicket()
	{
   
   
		return new Student();
	}
};

上面例子中也构成虚函数的重写，派生类和基类的返回值不同,称为协变

析构函数的重写(基类与派生类析构函数的名字不同)
如果基类的析构函数为虚函数，此时派生类析构函数只要定义，无论是否加virtual关键字，都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。虽然函数名不相同，看起来违背了重写的规则，其实不然，这里可以理解为编译器对析构函数的名称做了特殊处理，编译后析构函数的名称统一处理成destructor。

class Person
{
   
   
public:
	virtual ~Person()
	{
   
   
		cout << "~Person()" << endl;
	}
};
class Student : public Person
{
   
   
public:
	~Student()
	{
   
   
		cout << "~Student()" << endl;
	}
};
int main()
{
   
   
	Person* p1 = new Person();
	Person* p2 = new Student();
	// 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数，下面的delete对象调用析构函数
	//才能构成多态，才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数。
	delet