【c++】c++三大特性之——多态

一、什么是多态

多态指的是同一接口，不同形态。多态的本质是接口复用。区别与继承，继承的本质是代码复用。

二、多态的分类

一般多态分为：静多态、宏多态以及动多态。

静多态：编译阶段确定函数调用，汇编下直接call 的是函数的入口地址；并且我们可以通过函数重载或者模板来实现静多态；像这种在编译阶段就能确定函数调用也称为静态/早绑定；

动多态：在运行阶段确定函数调用，汇编下call的是eax寄存器；并且我们可以通过虚函数实现动多态，virtaul关键字实现虚函数。像这种在运行时才能确定函数调用的称为动态/晚绑定。

宏多态：在与处理阶段确定函数调用。

接下来重点介绍我们的动多态。

三、虚函数

基类中是虚函数，派生类中同名且形参类型相同的函数也是虚函数。

例如：

Show是普通的成员方法时，用A的指针指向B的对象，输出的是A::show();

此时，B的内存布局是这样的：

当将A中的show写成虚函数的时候，此时打印的结果为B::show();

此时整个的内存布局变化为：

Show在A中是虚函数，那么B中的show也是虚函数，它满足同名同参。虚函数会在生成对象的时候生成一个vfptr虚函数指针指向虚函数表，那么在B中一是继承了A的虚函数指针，二是自身也有一个虚函数指针，因此这里就存在一个虚表合并的过程。

虚表的合并：沿着继承链的反方向合并，虚表的确定是在编译时期间存放在.rodata段中。一个类中对应只有一个虚表。注意vfptr的优先级高于任何成员；

派生类中的同名同参的虚函数覆盖了基类同名同参的虚函数，两者的关系式覆盖也就是重写的关系。

四、动多态的发生条件

指针或者引用调用虚函数并且对象完整；

理解对象完整：对象的构成需要两步，一是开辟内存，二是赋资源；两者必须都完成之后才是一个完整的对象；

五、哪些函数可以写成虚函数

         有两个条件：一能取地址；二依赖对象调用；

         例如以下的函数就不能写成虚函数：普通函数、构造函数、static成员函数和内联函数；

可以写成虚函数的函数有：普通成员函数和析构函数；

六、虚表的写入时机

在构造函数的第一行代码执行之前

派生类对象生成时，可能有多次的虚表写入。

七、关于虚析构

满足同名覆盖

当A、B各自的析构函数没有关系时，A的指针指向B对象，析构的时候只调用A的析构，

当A的析构为虚析构时，再进行同样的动作时，会先调用A的析构然后再调用B的析构。

八、纯虚函数

抽象类：不能实例化对象的类称为抽象类；

在该例中Print就是我们的纯虚函数。

下面是D通过继承C，在D中子类对父类的纯虚函数进行重写，通过D进行对象的生成,C只提供对象行为的接口。同时，这里用到dynamic_cast，用来进行RTTI信息的转换。

九、四种类型转换

Const_cast：去除常性

例子：

        const int a  = 10;

        const int *p = &a;

        int *q = const_cast<int *>(p);

        *q = 20;

Dynamic_cast：RTTI信息的转换

例子：参照上面纯虚函数

C* pc = new D("ddd");

        pc->Print();

    D* pd = dynamic_cast<D*>(pc);

运行时提取类型与<类型>比较，进行转换，相等时：转换成功；不相等时：转换失败，指针为空；

Static_cast：安全性高

Reinterpret_cast:类似于C的转换，一般用于指针的转换

小结：c++三大特性分别为封装继承和多态，多态的本质是我们的接口复用。在多态的研究中，我一般是以动多态为主.。也就是在运行阶段才能确定函数调用。实现动多态一般采用虚函数，那实现虚函数 一般用的是virtaul关键字。同时，也包括我们的纯虚函数，虚析构等等。