C++——多态

多态：

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。

多态的构成条件：

• 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数
• 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

虚函数：

多态是实现是依赖于虚函数来实现的,之所以虚函数可以分清楚当前调用的函数是基类的还是派生类的，主要在于基类和派生类分别有着自己的虚函数表，再调用虚函数时，它们是通过去虚函数表去对应的函数的。 即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。

虚函数的重写：

虚函数的重写(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)，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。

class Person { 
    public:    
    virtual void BuyTicket() 
    { 
        cout << "Hello World！" << endl;
    } 
};

#include<iostream>
using namespace std;


class A
{
public :
     void print()
    {
         cout << "A" << endl;
    }
    virtual void print1()
    {
        cout << "Virtual A" << endl;
    }

};

class B:public A{
public:
    void print() { cout << "B" << endl; }
    virtual void print1() { cout << "Virtual B" << endl; }
};

void fn(A & s)
{
    s.print();
    s.print1();
}
int main()
{

    A a;
    B b;
    fn(a);
    fn(b);
    return 0;
}

结果是：

A   Virtual A     B    Virtual B

这时候程序就知道当前就指导调用什么函数。 

其实虚函数表的本质就是一种迟后联编的过程，正常编译都是先期联编的，但是当代码遇到了virtual时，就会把它当做迟后联编，但是为了迟后编译，我么就生成了局部变量–虚函数表，这就增大了一些空间上的消耗。（前提是两个函数的返回类型，参数类型，参数个数都得相同，不然就起不到多态的作用）

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

class A
{
public :
    virtual void fun(int x)
    {
        cout << "A:  " << x << endl;
    }
};
class B :public A
{
public :
    virtual void fun(float x)
    {
        cout << "B: " << x << endl;
    }
};

void test(A & x)
{
    int i = 1;
    x.fun(i);
    float a = 2.0;
    x.fun(a);
}


int main()
{
    A a;
    B b;
    test(a);
    test(b);
    return 0;
}

结果是：A:1    A:2    A:1    A:2    

从输出结果可以看出，fun函数并没有起到多态的作用，这里主要是因为基类和派生类的fun在编译时，被看成了两个不同函数，因为他们的参数不同。如果返回的类型不同，也会出现同样的情况，但是有一种特殊的情况，那就是如果基类中虚函数返回一个基类指针或引用，派生类中返回一个派生类的指针或引用，则c++将其视为同名虚函数而进行迟后联编。

使用虚函数的一些限制 
（1）：只有类成员函数才能声明为虚函数，这是因为虚函数只适用于有继承关系的类对象中。 
（2）：静态成员函数不能说明为虚函数，因为静态成员函数不受限与某个对象，整个内存中只有一个，所以不会出现混淆的情况 
（3）：内联函数不可以被继承，因为内联函数是不能子啊运行中动态的确认其位置的。 
（4）：构造函数不可以被继承。 
（5）：析构函数可以被继承，而且通常声明为虚函数。

六、纯虚函数 
（1）：解释 
虚函数是在基类中被声明为virtual，并在派生类中重新定义的成员函数，可实现成员函数的动态重载 
纯虚函数的声明有着特殊的语法格式：virtual 返回值类型成员函数名（参数表）=0； 
 （2）：必要性： 
在很多情况下，基类本身生成对象是不合情理的。例如，动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类，但动物本身生成对象明显不合常理。为了解决上述问题，引入了纯虚函数的概念，将函数定义为纯虚函数（方法：virtual ReturnType Function()= 0;），则编译器要求在派生类中必须予以重载以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类，它不能生成对象。 
 （3）：抽象类的解释 
包含纯虚函数的类称为抽象类。由于抽象类包含了没有定义的纯虚函数，所以不能定义抽象类的对象。 
在C++中，抽象类只能用于被继承而不能直接创建对象的类（Abstract Class）。

函数的隐藏和覆盖：

• 函数的隐藏：没有定义多态的情况下，即没有加virtual的前提下，如果定义了父类和子类，父类和子类出现了同名的函数，就称子类的函数把同名的父类的函数给隐藏了。
• 函数的覆盖：是针对多态来说的。如果定义了父类和子类，父类中定义了公共的虚函数，如果此时子类中没有定义同名的虚函数，那么在子类的虚函数表中将会写上父类的该虚函数的函数入口地址，如果在子类中定义了同名虚函数的话，那么在子类的虚函数表中将会把原来的父类的虚函数地址覆盖掉，覆盖成子类的虚函数的函数地址，这种情况就称为函数的覆盖

本文借鉴原博客：https://blog.youkuaiyun.com/qq_35644234/article/details/52825311