C++ 多态基础原来研究

本文详细介绍了C++中实现多态的三个条件:继承、虚函数重写和基类指针(引用)指向派生类对象。讨论了多态的理论基础——动态联编,以及其在设计模式中的重要性。同时,解析了多态的实现原理,包括虚函数表和vptr指针的角色,阐述了编译器如何在运行时根据对象实际类型调用相应函数。

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#include <iostream>
using namespace std;

// 多态成立的三个条件:
// 1,,要有继承
// 2,要有函数重写(C++语言指的是虚函数重写)
// 3,要有基类指针(基类引用)指向派生类对象 或 要有父类指针(父类引用)指向子类对象

// 多态成立的三个条件 for C++:
// 1,要有继承
// 2,要有virtual虚函数重写
// 3,要有基类指针(基类引用)指向派生类对象 或 要有父类指针(父类引用)指向子类对象

/*
1,多态的实现效果
多态:同样的调用语句有多种不同的表现形态;
2,多态实现的三个条件
有继承、有virtual重写、有父类指针(引用)指向子类对象。
3,多态的C++实现
virtual关键字,告诉编译器这个函数要支持多态;不要根据指针类型判断如何调用;而是要根据指针所指向的实际对象类型来判断如何调用
4,多态的理论基础
动态联编PK静态联编。根据实际的对象类型来判断重写函数的调用。
5,多态的重要意义
设计模式的基础。
6,实现多态的理论基础
函数指针做函数参数

*/

/*
C++中多态的实现原理
当类中声明虚函数时,编译器会在类中生成一个虚函数表
虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构
虚函数表是由编译器自动生成与维护的
virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中
存在虚函数时,每个对象中都有一个指向虚函数表的指针(vptr指针)
*/

class Parent {
public:
    Parent(int a = 0) {
        this->a = a;
    }
    // virtual虚函数
    virtual void print() {
        cout << "父类print函数" << endl;
    }
protected:
private:
    int a;
};

// 1,要有继承
class Child : public Parent {
public:
    Child(int b = 0) {
        this->b = b;
    }
    // 编译器第一个动手脚的地方:编译器应该对这个虚函数特出处理
    // 存在虚函数时,每个对象中都有一个指向虚函数表的指针(vptr指针)
    // 2,要有virtual虚函数重写
    void print() {
        cout << "子类print函数" << endl;
    }
protected:
private:
    int b;
};

// 3,要有基类指针(基类引用)指向派生类对象 或 要有父类指针(父类引用)指向子类对象
void toPrint(Parent* pBase) {
    // 编译器第二个动手脚的地方:传入子类对象,调用子类函数,传入父类对象,调用父类的函数
    // 推演过程:==》编译器会判断pBase ==》增加的判断条件应该是你不知道的情况下。
    // 编译器提前给你加条件:virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中
    /*
    * 编译器确定print()是否为虚函数:
    * 1,print不是虚函数,编译器就可以直接确定被调用的成员函数(静态链遍,根据Parent类型来确定)
    * 2,print是虚函数,编译器根据对象bBase的Vptr指针,所指的虚函数表中查找func()函数,并调用。
    * 注意:查找和调用在运行是完成(实现所谓的动态链遍)
    * 我的理解:和linux的虚拟文件系统(VFS)有异曲同工之妙
    */
    pBase->print();  // 编译器第二个动手脚的地方
}

void main() {
    Parent p1;
    Child c1;

    toPrint(&p1);
    toPrint(&c1);

    system("pause");
}

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