C++中的多态和虚函数及多态原理

定义

多态：事物的一种形态，在不同的子类中表现为多种形态，就称为多态；

分类

多态分为静态和动态多态

静态多态包括运算符重载和函数重载，复用函数名；

动态多态包括虚函数派生类；

区别：

静态多态地址在编译期已经确定函数地址；动态多态函数地址在运行是确定；

虚函数

成员函数前面加virtual后变为虚函数，虚函数主要功能用来实现多态；

多态的条件：1，有继承关系 2，子类重写父类的虚函数 3，父类指针或引用指向或者引用子类对象；

重载

注意重写和重载的区分，重写是子类继承父类的虚函数后重新定义虚函数内容，在子类中要去掉virtual关键字；

使用代码阐述多态如下：

#include<iostream> 
using namespace std; 
 
class Person { 
    public: 
        virtual void run() {//虚函数 
        cout << "人会走路" << endl; 
    } 
}; 
 
class HeiRen :public Person {//发生继承 
        virtual void run() {//实现虚函数 
        cout << "黑人也会走路" << endl; 
    } 
}; 
 
class BaiRen :public Person {//发生继承 
    public:
        virtual void run() {//实现虚函数 
        cout << "白人也会走路" << endl; 
    } 
}; 
 
void test(Person& p) {//调用时父类引用指向子类对象 
    p.run(); 
} 
 
int main() { 
    BaiRen b; test(b); 
    return 0; 
}

C++还有隐藏。隐藏是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数。

隐藏和重写的两种规则：

1，子类和父类有同名的函数，但是函数参数不同，不管父类函数有没有virtual关键字，父类同名函数在子类中都会隐藏；

2，子类和父类有同名的函数，函数参数相同，如果父类有virtual关键字，发生重写；如果没有virtual关键字则隐藏；

多态优点：可读性强，可扩展性强，

C++多态的底层原理

父类虚函数编译之后生成一个vfptr指针，指向虚函数表vftable，表中记录虚函数的地址;子类也是，不同父类的是子类发生重写之后虚函数表中记录的是子类重写后的函数地址，发生重写之后，覆盖了父类的虚函数地址；当发生动态多态时，父类调用的是子类重写后的虚函数表中地址；

HeiRen类未重写父类虚函数前的组成

HeiRen类重写父类虚函数后的组成

多态在运行时根据指向对象的虚函数表查询虚函数地址发起调用；