C++多态详解-优快云博客

多态&多态模型

一、什么是多态？

多态顾名思义就是一个事物有多种形态，在C++程序设计中，多态性是指具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数，即“一个接口，多种方法”。

多态分为两种：

（1）静态多态（重载函数、模板等）；（2）动态多态（虚函数等）。

构成多态的条件：

（1）虚函数的重写。（子类可以不用写virtual，但父类必须写virtual，一般最好子类和父类都加virtual）
（2）父类的指针（或引用）调用虚函数。

虚函数的作用主要就是实现多态，简单的说父类的指针或引用调用重写的虚函数的时候，当父类指针或者引用指向父类对象时调用的是父类的虚函数，指向子类对象时调用的是子类的虚函数。

二、 多态的对象模型--单继承&多继承

1.单继承

继承规则：
（1）如果派生类没有重写基类的虚函数，并且没有添加自己的虚函数，则直接继承基类的虚函数；
（2）若派生类新增了虚函数，则虚表先存放基类继承来的虚函数，再存放派生类的虚函数，之后存放派生类自己的虚函数。
（3）若基类中有虚函数被派生类重写，派生类中重写的虚函数会替换基类中被重写虚函数的位置，之后存放派生类新添加的虚函数。

代码说明：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "A::func1" << endl;
	}
	virtual void func2()
	{
		cout << "A::func2" << endl;
	}
protected:
	int _a;
};
class B :public A
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "B::func1" << endl;
	}
	virtual void func3()
	{
		cout << "B::func3" << endl;
	}
protected:
	int _b;
};
int main()
{
	A a;
	B b;
	system("pause");
	return 0;
}

虚函数B::func3()没有放进去，其实监视窗口是会骗人的，我们想要弄清楚它们是如何存放的，那么就需要自己打印虚函数表。

typedef void(*V_FUNC)();
void PrintVTable(int* Vtable)
{
	printf("vtable:0x%p\n", Vtable);
	int** ppVtable = (int**)Vtable;
	for (size_t i = 0; ppVtable[i] != 0; ++i)
	{
		printf("Vtable[%u]:0x%p->", i , ppVtable[i]);
		V_FUNC f = (V_FUNC)ppVtable[i];
		f();
	}
	cout << "*********************************" << endl;
}
int main()
{
	A a;
	B b;
	PrintVTable(*((int**)&a));
	PrintVTable(*((int**)&b));
	system("pause");
	return 0;
}

结果显示：

画出单继承的对象模型：

2.多继承

继承规则：没有重写的多函数的虚表，先按照继承次序打印第一个基类虚表，在打印派生类新添加的虚表，之后打印第二个基类的虚表。若有重写则转变为单继承问题。

代码实现：同理，从单继承可得，我们同样需要手动打印观察虚函数的存放

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "A::func1" << endl;
	}
	virtual void func2()
	{
		cout << "A::func2" << endl;
	}
	int _a;
};
class B 
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "B::func1" << endl;
	}
	virtual void func3()
	{
		cout << "B::func3" << endl;
	}
	int _b;
};
class C:public A,public B
{
public:
	virtual void func1()
	{
		cout << "C::func1" << endl;
	}
	virtual void func4()
	{
		cout << "C::func4" << endl;
	}
	int _c;
};
typedef void(*V_FUNC)();
void PrintVTable(int* Vtable)
{
	printf("vtable:0x%p\n", Vtable);
	int** ppVtable = (int**)Vtable;
	for (size_t i = 0; ppVtable[i] != 0; ++i)
	{
		printf("Vtable[%u]:0x%p->", i , ppVtable[i]);
		V_FUNC f = (V_FUNC)ppVtable[i];
		f();
	}
	cout << "*********************************" << endl;
}
int main()
{
	A a;
	B b;
	C c;
	c.A::_a = 1;
	c.B::_b = 2;
	c._a = 3;
	c._b = 4;
	c._c = 5;
	PrintVTable(*((int**)&c));
	PrintVTable(*((int**)((char*)&c+sizeof(A))));
	system("pause");
	return 0;
}

多继承的动态模型：