多态易错题4

下面是一段C++ 代码，其功能是通过基类指针实现多态调用不同派生类的函数。代码定义了一个抽象基类Canimal，包含一个受保护的字符串成员变量mname和一个纯虚函数bark。dog和cat类从Canimal派生，并各自实现了bark函数。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Canimal
{
protected:
    string mname;
public:
    Canimal(string name):mname(name){}
    virtual void bark()  =0;
};

class dog:public Canimal
{
public:
    dog(string name):Canimal(name){};
    void bark()
    {
        cout<<mname<<":"<<"wang wang awng "<<endl;
    }
};
class cat:public Canimal
{
public:
    cat(string name):Canimal(name){}
    void bark()
    {
        cout<<mname<<":"<<"miao miao miao "<<endl;
    }

};

在main函数中，创建了dog和cat对象，并使用Canimal类型的指针s1和s2分别指向它们，这是实现多态的常见方式。

int main()
{
    Canimal *s1 = new dog("dog"); 
    Canimal *s2 = new cat("cat"); 

如果main函数中没有以下这组交换代码（即被///包含的部分），程序的输出结果是正常的多态表现，即dog对象调用dog类的bark函数，cat对象调用cat类的bark函数，输出为：

dog:wang wang wang
cat:miao miao miao 

然而，当加入这组交换代码后：

///
    int *p11 =(int*)s1;
    int*p22 = (int*)s2;
    int tep = *p11;
    *p11 =* p22;
    *p22= tep;
/

程序的输出结果变为：

dog:miao miao miao
cat:wang wang awng

这是因为在C++ 中，对于包含虚函数的类对象，其前四个字节（在32位系统上，64位系统是8个字节）通常存放的是虚函数表指针（vfptr）。上述交换代码将dog对象和cat对象的前四个字节进行了交换，实际上就是交换了它们的虚函数表指针。

因此，当调用s1->bark()时，虽然s1指向的是dog对象，但由于虚函数表指针已被交换为cat对象的虚函数表指针，所以它查询的是cat的虚函数表，最终调用的是cat的bark函数；同理，当调用s2->bark()时，由于虚函数表指针被交换为dog对象的虚函数表指针，所以它查询的是dog的虚函数表，调用的是dog的bark函数。

需要强调的是，这种底层指针操作是非常危险且不规范的，它破坏了对象的内部结构和虚函数机制的正常运行，在实际编程中应避免此类操作，以免引发不可预测的行为和错误。