C++特性三：多态的基本语法及原理剖析

一、多态的基本语法

多态分为两类

静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态，复用函数名

动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别：

静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址

动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

#include<iostream>
using namespace std;//多态//动物类
class Animal
{
public://虚函数virtual void speak()//void speak(){cout << "动物在说话" << endl;}
};//猫类
class Cat :public Animal
{
public://重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同称为重写void speak()//子类重写时,前面virtual可写可不写{cout << "小猫在说话" << endl;}
};//狗类
class Dog :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小狗在说话" << endl;}
};//执行说话的函数
//地址早绑定	在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫会说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定
//在动物类speak函数前加virtual//动态多态满足条件
//1.有继承关系
//2.子类重写父类的虚函数//动态多态使用
//父类的指针或者引用指向子类对象void doSpeak(Animal &animal)	//Animal &animal = cat
{animal.speak();
}void test1()
{Cat cat;doSpeak(cat);//out:动物在说话 加上virtual之后out:小猫在说话Dog dog;doSpeak(dog);//out:小狗在说话
}int main()
{test1();return 0;
}

总结：

多态满足条件：

1.有继承关系

2.子类重写父类中的虚函数

多态使用条件： 父类指针或引用指向子类对象

重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

二、多态的原理剖析

1.未发生重写时，则为继承，把父类中的所有内容都继承一份

2.发生重写时 ，子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址

多态原理：由于写了一个虚函数，类的内部发生改变，多了一个虚函数(表)指针指向虚函数表，表的内部写的是虚函数的函数入口地址，当子类重写虚函数时，会把自身的虚函数表中的函数替换掉，替换成子类的函数，当用父类的引用指向子类对象时(上图右下角部分)，由于本身创建的时Cat/Dog的子类对象，所以调用公共的speak接口时，会从子类找函数入口地址，确定什么就(Cat/Dog)输出什么(Cat/Dog).

代码部分：（只增加了一个测试函数 ）

#include<iostream>
using namespace std;//多态//动物类
class Animal
{
public://虚函数virtual void speak()//void speak(){cout << "动物在说话" << endl;}
};//猫类
class Cat :public Animal
{
public://重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全相同称为重写void speak()//子类重写时,前面virtual可写可不写{cout << "小猫在说话" << endl;}
};//狗类
class Dog :public Animal
{
public:void speak(){cout << "小狗在说话" << endl;}
};//执行说话的函数
//地址早绑定	在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫会说话，那么这个函数地址就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定
//在动物类speak函数前加virtual//动态多态满足条件
//1.有继承关系
//2.子类重写父类的虚函数//动态多态使用
//父类的指针或者引用指向子类对象void doSpeak(Animal &animal)	//Animal &animal = cat
{animal.speak();
}void test1()
{Cat cat;doSpeak(cat);//out:动物在说话 加上virtual之后out:小猫在说话Dog dog;doSpeak(dog);//out:小狗在说话
}void test2()
{cout << "sizeof Animal = " << sizeof(Animal) << endl;//未加virtual:1,加上virtual:4
}int main()
{//test1();test2();return 0;
}