C++多态的实现原理

1. 用virtual关键字申明的函数叫做虚函数，虚函数肯定是类的成员函数。
2. 存在虚函数的类都有一个一维的虚函数表叫做虚表。类的对象有一个指向虚表开始的虚指针。虚表是和类对应的，虚表指针是和对象对应的。
3. 多态性是一个接口多种实现，是面向对象的核心。分为类的多态性和函数的多态性。
4. 多态用虚函数来实现，结合动态绑定。
5. 纯虚函数是虚函数再加上= 0。
6. 抽象类是指包括至少一个纯虚函数的类。

纯虚函数：virtual void breathe()=0；即抽象类！必须在子类实现这个函数!即先有名称，没内容，在派生类实现内容!

我们先看一个例子：

 

#include <iostream.h>
class animal
{
public:
       void sleep()
       {
              cout<<"animal sleep"<<endl;
       }
       void breathe()
       {
              cout<<"animal breathe"<<endl;
       }
};
class fish:public animal
{
public:
       void breathe()
       {
              cout<<"fish bubble"<<endl;
       }
};
void main()
{
       fish fh;
       animal *pAn=&fh; // 隐式类型转换
       pAn->breathe();
}

注意，在例1-1的程序中没有定义虚函数。考虑一下例1-1的程序执行的结果是什么？
答案是输出：animal breathe
       我们在main()函数中首先定义了一个fish类的对象fh，接着定义了一个指向animal类的指针变量pAn，将fh的地址赋给了指针变量pAn，然后利用该变量调用pAn->breathe()。许多学员往往将这种情况和C++的多态性搞混淆，认为fh实际上是fish类的对象，应该是调用fish类的breathe()，输出“fish bubble”，然后结果却不是这样。下面我们从两个方面来讲述原因。
1、 编译的角度
C++编译器在编译的时候，要确定每个对象调用的函数（要求此函数是非虚函数）的地址，这称为早期绑定（early binding），当我们将fish类的对象fh的地址赋给pAn时，C++编译器进行了类型转换，此时C++编译器认为变量pAn保存的就是animal对象的地址。当在main()函数中执行pAn->breathe()时，调用的当然就是animal对象的breathe函数。
2、 内存模型的角度
我们给出了fish对象内存模型，如下图所示：

 

        我们构造fish类的对象时，首先要调用animal类的构造函数去构造animal类的对象，然后才调用fish类的构造函数完成自身部分的构造，从而拼接出一个完整的fish对象。当我们将fish类的对象转换为animal类型时，该对象就被认为是原对象整个内存模型的上半部分，也就是图1-1中的“animal的对象所占内存”。那么当我们利用类型转换后的对象指针去调用它的方法时，当然也就是调用它所在的内存中的方法。因此，输出animal breathe，也就顺理成章了。
正如很多学员所想，在例1-1的程序中，我们知道pAn实际指向的是fish类的对象，我们希望输出的结果是鱼的呼吸方法，即调用fish类的breathe方法。这个时候，就该轮到虚函数登场了。
        前面输出的结果是因为编译器在编译的时候，就已经确定了对象调用的函数的地址，要解决这个问题就要使用迟绑定（late binding）技术。当编译器使用迟绑定时，就会在运行时再去确定对象的类型以及正确的调用函数。而要让编译器采用迟绑定，就要在基类中声明函数时使用virtual关键字（注意，这是必须的，很多学员就是因为没有使用虚函数而写出很多错误的例子），这样的函数我们称为虚函数。一旦某个函数在基类中声明为virtual，那么在所有的派生类中该函数都是virtual，而不需要再显式地声明为virtual。
下面修改例1-1的代码，将animal类中的breathe()函数声明为virtual，如下：

 

#include <iostream.h>
class animal
{
public:
    void sleep()
    {
        cout<<"animal sleep"<<endl;
    }
    virtual void breathe()
    {
        cout<<"animal breathe"<<endl;
    }
};

class fish:public animal
{
public:
    void breathe()
    {
        cout<<"fish bubble"<<endl;
    }
};
void main()
{
    fish fh;
    animal *pAn=&fh; // 隐式类型转换
    pAn->breathe();
}

        大家可以再次运行这个程序，你会发现结果是“fish bubble”，也就是根据对象的类型调用了正确的函数。
那么当我们将breathe()声明为virtual时，在背后发生了什么呢？
       编译器在编译的时候，发现animal类中有虚函数，此时编译器会为每个包含虚函数的类创建一个虚表（即vtable），该表是一个一维数组，在这个数组中存放每个虚函数的地址。对于例1-2的程序，animal和fish类都包含了一个虚函数breathe()，因此编译器会为这两个类都建立一个虚表，（即使子类里面没有virtual函数，但是其父类里面有，所以子类中也有了）如下图所示:

 

        那么如何定位虚表呢？编译器另外还为每个类的对象提供了一个虚表指针（即vptr），这个指针指向了对象所属类的虚表。在程序运行时，根据对象的类型去初始化vptr，从而让vptr正确的指向所属类的虚表，从而在调用虚函数时，就能够找到正确的函数。对于例1-2的程序，由于pAn实际指向的对象类型是fish，因此vptr指向的fish类的vtable，当调用pAn->breathe()时，根据虚表中的函数地址找到的就是fish类的breathe()函数。
       正是由于每个对象调用的虚函数都是通过虚表指针来索引的，也就决定了虚表指针的正确初始化是非常重要的。换句话说，在虚表指针没有正确初始化之前，我们不能够去调用虚函数。那么虚表指针在什么时候，或者说在什么地方初始化呢？
        答案是在构造函数中进行虚表的创建和虚表指针的初始化。还记得构造函数的调用顺序吗，在构造子类对象时，要先调用父类的构造函数，此时编译器只“看到了”父类，并不知道后面是否后还有继承者，它初始化父类对象的虚表指针，该虚表指针指向父类的虚表。当执行子类的构造函数时，子类对象的虚表指针被初始化，指向自身的虚表。对于例2-2的程序来说，当fish类的fh对象构造完毕后，其内部的虚表指针也就被初始化为指向fish类的虚表。在类型转换后，调用pAn->breathe()，由于pAn实际指向的是fish类的对象，该对象内部的虚表指针指向的是fish类的虚表，因此最终调用的是fish类的breathe()函数。
要注意：对于虚函数调用来说，每一个对象内部都有一个虚表指针，该虚表指针被初始化为本类的虚表。所以在程序中，不管你的对象类型如何转换，但该对象内部的虚表指针是固定的，所以呢，才能实现动态的对象函数调用，这就是C++多态性实现的原理。

总结（基类有虚函数）：
1. 每一个类都有虚表。
2. 虚表可以继承，如果子类没有重写虚函数，那么子类虚表中仍然会有该函数的地址，只不过这个地址指向的是基类的虚函数实现。如果基类有3个虚函数，那么基类的虚表中就有三项（虚函数地址），派生类也会有虚表，至少有三项，如果重写了相应的虚函数，那么虚表中的地址就会改变，指向自身的虚函数实现。如果派生类有自己的虚函数，那么虚表中就会添加该项。
3. 派生类的虚表中虚函数地址的排列顺序和基类的虚表中虚函数地址排列顺序相同。

        这就是C++中的多态性。当C++编译器在编译的时候，发现animal类的breathe()函数是虚函数，这个时候C++就会采用迟绑定（late binding）技术。也就是编译时并不确定具体调用的函数，而是在运行时，依据对象的类型（在程序中，我们传递的fish类对象的地址）来确认调用的是哪一个函数，这种能力就叫做C++的多态性。我们没有在breathe()函数前加virtual关键字时，C++编译器在编译时就确定了哪个函数被调用，这叫做早期绑定（early binding）。

C++的多态性是通过迟绑定技术来实现的。

C++的多态性用一句话概括就是：在基类的函数前加上virtual关键字，在派生类中重写该函数，运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。如果对象类型是派生类，就调用派生类的函数；如果对象类型是基类，就调用基类的函数。

虚函数是在基类中定义的，目的是不确定它的派生类的具体行为。例：
定义一个基类：class Animal//动物。它的函数为breathe()//呼吸。
再定义一个类class Fish//鱼 。它的函数也为breathe()
再定义一个类class Sheep //羊。它的函数也为breathe()
为了简化代码，将Fish,Sheep定义成基类Animal的派生类。
然而Fish与Sheep的breathe不一样，一个是在水中通过水来呼吸，一个是直接呼吸空气。所以基类不能确定该如何定义breathe，所以在基类中只定义了一个virtual breathe,它是一个空的虚函数。具本的函数在子类中分别定义。程序一般运行时，找到类，如果它有基类，再找它的基类，最后运行的是基类中的函数，这时，它在基类中找到的是virtual标识的函数，它就会再回到子类中找同名函数。派生类也叫子类。基类也叫父类。这就是虚函数的产生，和类的多态性（breathe）的体现。

这里的多态性是指类的多态性。
函数的多态性是指一个函数被定义成多个不同参数的函数，它们一般被存在头文件中，当你调用这个函数，针对不同的参数，就会调用不同的同名函数。例：Rect（）//矩形。它的参数可以是两个坐标点（point，point)也可能是四个坐标(x1,y1,x2,y2)这叫函数的多态性与函数的重载。

类的多态性，是指用虚函数和延迟绑定来实现的。函数的多态性是函数的重载。

        一般情况下（没有涉及virtual函数），当我们用一个指针/引用调用一个函数的时候，被调用的函数是取决于这个指针/引用的类型。即如果这个指针/引用是基类对象的指针/引用就调用基类的方法；如果指针/引用是派生类对象的指针/引用就调用派生类的方法，当然如果派生类中没有此方法，就会向上到基类里面去寻找相应的方法。这些调用在编译阶段就确定了。

        当设计到多态性的时候，采用了虚函数和动态绑定，此时的调用就不会在编译时候确定而是在运行时确定。不在单独考虑指针/引用的类型而是看指针/引用的对象的类型来判断函数的调用，根据对象中虚指针指向的虚表中的函数的地址来确定调用哪个函数。

from: http://hi.baidu.com/1021161795/blog/item/0ea7ea2ce518af414fc226ce.html

 

 

http://www.cppblog.com/franksunny/archive/2010/09/20/50424.html

1、      多态是如何实现绑定的

多态的绑定可以分为运行是多态和编译时多态

● 编译时的多态性

编译时的多态性是通过重载来实现的。对于非虚的成员来说，系统在编译时，根据传递的参数、返回的类型等信息决定实现何种操作。

● 运行时的多态性

运行时的多态性就是指直到系统运行时，才根据实际情况决定实现何种操作。C#中，运行时的多态性通过虚成员实现。

编译时的多态性为我们提供了运行速度快的特点，而运行时的多态性则带来了高度灵活和抽象的特点。

今天才正式弄清楚原来虚函数是可以实现运行时多态的，以前只知道虚函数可以使得基类对象的的方法调用派生类的方法。

2、      析构函数是虚函数的优点是什么

用C++开发的时候，用来做基类的类的析构函数一般都是虚函数。可是，为什么要这样做呢？下面用一个小例子来说明：

有下面的两个类：

class ClxBase

{

public:

    ClxBase() {};

    virtual ~ClxBase() {};

 

    virtual void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxBase!" << endl; };

};

 

class ClxDerived : public ClxBase

{

public:

    ClxDerived() {};

    ~ClxDerived() { cout << "Output from the destructor of class ClxDerived!" << endl; };

 

    void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxDerived!" << endl; };

};

 

代码

 

ClxBase *pTest = new ClxDerived;

pTest->DoSomething();

delete pTest;

 

输出结果是：

 

Do something in class ClxDerived!

Output from the destructor of class ClxDerived!

 

这个很简单，非常好理解。

但是，如果把类ClxBase析构函数前的virtual去掉，那输出结果就是下面的样子了：

Do something in class ClxDerived!

也就是说，类ClxDerived的析构函数根本没有被调用！一般情况下类的析构函数里面都是释放内存资源，而析构函数不被调用的话就会造成内存泄漏。我想所有的C++程序员都知道这样的危险性。当然，如果在析构函数中做了其他工作的话，那你的所有努力也都是白费力气。

所以，文章开头的那个问题的答案就是－－这样做是为了当用一个基类的指针删除一个派生类的对象时，派生类的析构函数会被调用。

当然，并不是要把所有类的析构函数都写成虚函数。因为当类里面有虚函数的时候，编译器会给类添加一个虚函数表，里面来存放虚函数指针，这样就会增加类的存储空间。所以，只有当一个类被用来作为基类的时候，才把析构函数写成虚函数。

 

说实话，这个也是今天才深刻认识到的。

 

当然还问到很多数据结构和算法方面（空间复杂度和时间复杂度之类的东东，说真的也是基础性的）的问题，至于那些东西，自己说实话抛开没用他们已经很长时间了，真可以说忘的差不多了，考这种真的很怕，也怪平时没怎么用到。不知道大家用的多不？

好久没有正式参加过面试了，今天突然来一次觉得自己基础还是不够扎实。

 

 

http://leowzy.javaeye.com/blog/720949

 

多态(Polymorphism)是面向对象的核心概念，本文以C++为例，讨论多态的具体实现。C++中多态可以分为基于继承和虚函数的动态多态以及基于模板的静态多态，如果没有特别指明，本文中出现的多态都是指前者，也就是基于继承和虚函数的动态多态。至于什么是多态，在面向对象中如何使用多态，使用多态的好处等等问题，如果大家感兴趣的话，可以找本面向对象的书来看看。
    为了方便说明，下面举一个简单的使用多态的例子(From [1] )：

class Shape
{
protected:
  int m_x;    // X coordinate
  int m_y;  // Y coordinate
public:
  // Pure virtual function for drawing
  virtual void Draw() = 0;  

  // A regular virtual function
  virtual void MoveTo(int newX, int newY);

 // Regular method, not overridable.
  void Erase();

  // Constructor for Shape
  Shape(int x, int y); 

 // Virtual destructor for Shape
  virtual ~Shape();
};

// Circle class declaration
class Circle : public Shape
{
private:
   int m_radius;    // Radius of the circle 
public:
   // Override to draw a circle
   virtual void Draw();    

   // Constructor for Circle
   Circle(int x, int y, int radius);

  // Destructor for Circle
   virtual ~Circle();
};

// Shape constructor implementation
Shape::Shape(int x, int y)
{
   m_x = x;
   m_y = y;
}
// Shape destructor implementation
Shape::~Shape()
{
//...
}

 // Circle constructor implementation
Circle::Circle(int x, int y, int radius) : Shape (x, y)
{
   m_radius = radius;
}

// Circle destructor implementation
Circle::~Circle()
{
//...
}

// Circle override of the pure virtual Draw method.
void Circle::Draw()
{
   glib_draw_circle(m_x, m_y, m_radius);
}

main()
{
  // Define a circle with a center at (50,100) and a radius of 25
  Shape *pShape = new Circle(50, 100, 25);

  // Define a circle with a center at (5,5) and a radius of 2
  Circle aCircle(5,5, 2);

  // Various operations on a Circle via a Shape pointer
  //Polymorphism
  pShape->Draw();
  pShape->MoveTo(100, 100);

  pShape->Erase();
  delete pShape;

 // Invoking the Draw method directly
  aCircle.Draw();
}   

     例子中使用到多态的代码以黑体标出了，它们一个很明显的特征就是通过一个基类的指针（或者引用）来调用不同子类的方法。
     那么，现在的问题是，这个功能是怎样实现的呢？我们可以先来大概猜测一下：对于一般的方法调用，到了汇编代码这一层次的时候，一般都是使用 Call funcaddr 这样的指令进行调用，其中funcaddr是要调用函数的地址。按理来说，当我使用指针pShape来调用Draw的时候，编译器应该将Shape::Draw的地址赋给funcaddr，然后Call 指令就可以直接调用Shape::Draw了，这就跟用pShape来调用Shape::Erase一样。但是，运行结果却告诉我们，编译器赋给funcaddr的值却是Circle::Drawde的值。这就说明，编译器在对待Draw方法和Erase方法时使用了双重标准。那么究竟是谁有这么大的法力，使编译器这个铁面无私的判官都要另眼相看呢？virtual！！
     Clever！！正是virtual这个关键字一手导演了这一出“乾坤大挪移”的好戏。说道这里，我们先要明确两个概念：静态绑定和动态绑定。
    1、静态绑定（static bingding），也叫早期绑定，简单来说就是编译器在编译期间就明确知道所要调用的方法，并将该方法的地址赋给了Call指令的funcaddr。因此，运行期间直接使用Call指令就可调用到相应的方法。
    2、动态绑定（dynamic binding），也叫晚期绑定，与静态绑定不同，在编译期间，编译器并不能明确知道究竟要调用的是哪一个方法，而这，要知道运行期间使用的具体是哪个对象才能决定。
    好了，有了这两个概念以后，我们就可以说，virtual的作用就是告诉编译器：我要进行动态绑定！编译器当然会尊重你的意见，而且为了完成你这个要求，编译器还要做很多的事情：编译器自动在声明了virtual方法的类中插入一个指针vptr和一个数据结构VTable（vptr用以指向VTable；VTable是一个指针数组，里面存放着函数的地址），并保证二者遵守下面的规则：
    1、VTable中只能存放声明为virtual的方法，其它方法不能存放在里面。在上面的例子中，Shape的VTable中就只有Draw，MoveTo和~Shape。方法Erase的地址并不能存放在VTable中。此外，如果方法是纯虚函数，如 Draw，那么同样要在VTable中保留相应的位置，但是由于纯虚函数没有函数体，因此该位置中并不存放Draw的地址，而是可以选择存放一个出错处理的函数的地址，当该位置被意外调用时，可以用出错函数进行相应的处理。
    2、派生类的VTalbe中记录的从基类中继承下来的虚函数地址的索引号必须跟该虚函数在基类VTable中的索引号保持一致。如在上例中，如果在Shape的VTalbe中，Draw为 1 号， MoveTo 2 号，~Shape为 3 号，那么，不管这些方法在Circle中是按照什么顺序定义的，Circle的VTable中都必须保证Draw为 1 号，MoveTo为 2号。至于 3号，这里是~Circle。为什么不是~Shape啊？嘿嘿，忘啦，析构函数不会继承的。
    3、vptr是由编译器自动插入生成的，因此编译器必须负责为其进行初始化。初始化的时间选在对象创建时，而地点就在构造函数中。因此，编译器必须保证每个类至少有一个构造函数，若没有，自动为其生成一个默认构造函数。
     4、vptr通常放在对象的起始处，也就是Addr(obj) == Addr(obj.vptr)。
    你看，天下果然没有免费的午餐，为了实现动态绑定，编译器要为我们默默干了这么多的脏话累活。如果你想体验一下编译器的辛劳，那么可以尝试用C语言模拟一下上面的行为，【1】中就有这么一个例子。好了，现在万事具备，只欠东风了。编译，连接，载入，GO！当程序执行到 pShape->Draw()的时候，上面的设施也开始起作用了。。
    前面已经提到，晚期绑定时之所以不能确定调用哪个函数，是因为具体的对象不确定。好了，当运行到pShape->Draw()时，对象出来了，它由pShape指针标出。我们找到这个对象后，就可以找到它里面的vptr（在对象的起始处），有了vptr后，我们就找到了VTable，调用的函数就在眼前了。。等等，VTable中方法那么多，我究竟使用哪个呢？不用着急，编译器早已为我们做好了记录：编译器在创建VTable时，已经为每个virtual函数安排好了座次，并且把这个索引号记录了下来。因此，当编译器解析到pShape->Draw()的时候，它已经悄悄的将函数的名字用索引号来代替了。这时候，我们通过这个索引号就可以在VTable中得到一个函数地址，Call it！
    在这里，我们就体会到为什么会有第二条规定了，通常，我们都是用基类的指针来引用派生类的对象，但是不管具体对象是哪个派生类的，我们都可以使用相同的索引号来取得对应的函数实现。
     现实中有一个例子其实跟这个蛮像的：报警电话有110，119，120（VTable中不同的方法）。不同地方的人拨打不同的号码所产生的结果都是不一样的。譬如，在三环外的一个人（具体对象）跟一环内的一个人（另外一个具体对象）打119，最后调用的消防队肯定是不一样的，这就是多态了。这是怎么实现的呢，每个人都知道一个报警中心（VTable，里面有三个方法 110，119，120）。如果三环外的一个人需要火警抢险（一个具体对象）时，它就拨打119，但是他肯定不知道最后是哪一个消防队会出现的。这得有报警中心来决定，报警中心通过这个具体对象（例子中就是具体位置了）以及他说拨打的电话号码（可以理解成索引号），报警中心可以确定应该调度哪一个消防队进行抢险（不同的动作）。
     这样，通过vptr和VTable的帮助，我们就实现了C++的动态绑定。当然，这仅仅是单继承时的情况，多重继承的处理要相对复杂一点，下面简要说一下最简单的多重继承的情况，至于虚继承的情况，有兴趣的朋友可以看看 Lippman的《Inside the C++ Object Model》，这里暂时就不展开了。（主要是自己还没搞清楚，况且现在多重继承都不怎么使用了，虚继承应用的机会就更少了）
     首先，我要先说一下多重继承下对象的内存布局，也就是说该对象是如何存放本身的数据的。

class Cute
{
public:
 int i;
 virtual void cute(){ cout<<"Cute cute"<<endl; }
};

class Pet
{
public:
   int j;
   virtual void say(){ cout<<"Pet say"<<endl;  }
};

class Dog : public Cute,public Pet
{
public:
 int z;
 void cute(){ cout<<"Dog cute"<<endl; }
 void say(){ cout<<"Dog say"<<endl;  }
};

    在上面这个例子中，一个Dog对象在内存中的布局如下所示：                    

 

 

Dog

Vptr1

Cute::i

Vptr2

Pet::j

Dog::z

     也就是说，在Dog对象中，会存在两个vptr,每一个跟所继承的父类相对应。如果我们要想实现多态，就必须在对象中准确地找到相应的vptr，以调用不同的方法。但是，如果根据单继承时的逻辑，也就是vptr放在指针指向位置的起始处，那么，要在多重继承情况下实现，我们必须保证在将一个派生类的指针隐式或者显式地转换成一个父类的指针时，得到的结果指向相应派生类数据在Dog对象中的起始位置。幸好，这工作编译器已经帮我们完成了。上面的例子中，如果Dog向上转换成Pet的话，编译器会自动计算Pet数据在Dog对象中的偏移量，该偏移量加上Dog对象的起始位置，就是Pet数据的实际地址了。

 

int main()
{
 Dog* d = new Dog();
 cout<<"Dog object addr : "<<d<<endl;
 Cute* c = d;
 cout<<"Cute type addr : "<<c<<endl;
 Pet* p = d;
 cout<<"Pet type addr : "<<p<<endl;
 delete d;
}

output:
Dog object addr : 0x3d24b0
Cute type addr : 0x3d24b0
Pet type addr : 0x3d24b8   // 正好指向Dog对象的vptr2处，也就是Pet的数据

      好了，既然编译器帮我们自动完成了不同父类的地址转换，我们调用虚函数的过程也就跟单继承统一起来了：通过具体对象，找到vptr（通常指针的起始位置，因此Cute找到的是vptr1，而Pet找到的是vptr2），通过vptr，我们找到VTable，然后根据编译时得到的VTable索引号，我们取得相应的函数地址，接着就可以马上调用了。

      在这里，顺便也提一下两个特殊的方法在多态中的特别之处吧：第一个是构造函数，在构造函数中调用虚函数是不会有多态行为的，例子如下：

class Pet
{
public:
   Pet(){ sayHello(); }
   void say(){ sayHello(); }

   virtual void sayHello()
   {
     cout<<"Pet sayHello"<<endl;
   }
   
};

class Dog : public Pet
{
public:
   Dog(){};
   void sayHello()
   {
     cout<<"Dog sayHello"<<endl;
   }
};

int main()
{
 Pet* p = new Dog();
 p->sayHello();
 delete p;
}

output:
Pet sayHello //直接调用的是Pet的sayHello()
Dog sayHello //多态

     第二个就是析构函数，使用多态的时候，我们经常使用基类的指针来引用派生类的对象，如果是动态创建的，对象使用完后，我们使用delete来释放对象。但是，如果我们不注意的话，会有意想不到的情况发生。

class Pet
{
public:
   ~Pet(){ cout<<"Pet destructor"<<endl;  }
  //virtual ~Pet(){ cout<<"Pet virtual destructor"<<endl;  }
};

class Dog : public Pet
{
public:
   ~Dog(){ cout<<"Dog destructor"<<endl;};
   //virtual ~Dog(){ cout<<"Dog virtual destructor"<<endl;  }
};

int main()
{
 Pet* p = new Dog();
 delete p;
}

output：
Pet destructor  //糟了，Dog的析构函数没有调用，memory leak!

如果我们将析构函数改成virtual以后，结果如下
Dog virtual destructor
Pet virtual destructor   // That's OK!

    所以，如果一个类设计用来被继承的话，那么它的析构函数应该被声明为virtual的。

Reference:
[1] Comparing C++ and C (Inheritance and Virtual Functions)  
[2] C++对象布局及多态实现的探索 
[3] Multiple inheritance and the this pointer 讲述多重继承下的类型转换问题
[4] Memory Layout for Multiple and Virtual Inheritance 详细描述了多重菱形多重继承下的对象内存布局以及类型转换 

 

 C++编程语言是一款应用广泛，支持多种程序设计的计算机编程语言。我们今天就会为大家详细介绍其中C++多态性的一些基本知识，以方便大家在学习过程中对此能够有一个充分的掌握。
　　多态性可以简单地概括为“一个接口，多种方法”，程序在运行时才决定调用的函数，它是面向对象编程领域的核心概念。多态(polymorphism)，字面意思多种形状。
　　C++多态性是通过虚函数来实现的，虚函数允许子类重新定义成员函数，而子类重新定义父类的做法称为覆盖(override)，或者称为重写。（这里我觉得要补充，重写的话可以有两种，直接重写成员函数和重写虚函数，只有重写了虚函数的才能算作是体现了C++多态性）而重载则是允许有多个同名的函数，而这些函数的参数列表不同，允许参数个数不同，参数类型不同，或者两者都不同。编译器会根据这些函数的不同列表，将同名的函数的名称做修饰，从而生成一些不同名称的预处理函数，来实现同名函数调用时的重载问题。但这并没有体现多态性。
　　多态与非多态的实质区别就是函数地址是早绑定还是晚绑定。如果函数的调用，在编译器编译期间就可以确定函数的调用地址，并生产代码，是静态的，就是说地址是早绑定的。而如果函数调用的地址不能在编译器期间确定，需要在运行时才确定，这就属于晚绑定。
　　那么多态的作用是什么呢，封装可以使得代码模块化，继承可以扩展已存在的代码，他们的目的都是为了代码重用。而多态的目的则是为了接口重用。也就是说，不论传递过来的究竟是那个类的对象，函数都能够通过同一个接口调用到适应各自对象的实现方法。

　　最常见的用法就是声明基类的指针，利用该指针指向任意一个子类对象，调用相应的虚函数，可以根据指向的子类的不同而实现不同的方法。如果没有使用虚函数的话，即没有利用C++多态性，则利用基类指针调用相应的函数的时候，将总被限制在基类函数本身，而无法调用到子类中被重写过的函数。因为没有多态性，函数调用的地址将是一定的，而固定的地址将始终调用到同一个函数，这就无法实现一个接口，多种方法的目的了。

笔试题目：

 

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    void foo()
    {
        printf("1\n");
    }
    virtual void fun()
    {
        printf("2\n");
    }
};
class B : public A
{
public:
    void foo()
    {
        printf("3\n");
    }
    void fun()
    {
        printf("4\n");
    }
};
int main(void)
{
    A a;
    B b;
    A *p = &a;
    p->foo();
    p->fun();
    p = &b;
    p->foo();
    p->fun();
    return 0;
}

      第一个p->foo()和p->fuu()都很好理解，本身是基类指针，指向的又是基类对象，调用的都是基类本身的函数，因此输出结果就是1、2。
 　  第二个输出结果就是1、4。p->foo()和p->fuu()则是基类指针指向子类对象，正式体现多态的用法，p->foo()由于指针是个基类指针，指向是一个固定偏移量的函数，因此此时指向的就只能是基类的foo()函数的代码了，因此输出的结果还是1。而p->fun()指针是基类指针，指向的fun是一个虚函数，由于每个虚函数都有一个虚函数列表，此时p调用fun()并不是直接调用函数，而是通过虚函数列表找到相应的函数的地址，因此根据指向的对象不同，函数地址也将不同，这里将找到对应的子类的fun()函数的地址，因此输出的结果也会是子类的结果4。
　　笔试的题目中还有一个另类测试方法。即
       B *ptr = (B *)&a;  ptr->foo();  ptr->fun();
　　问这两调用的输出结果。这是一个用子类的指针去指向一个强制转换为子类地址的基类对象。结果，这两句调用的输出结果是3，2。
　　并不是很理解这种用法，从原理上来解释，由于B是子类指针，虽然被赋予了基类对象地址，但是ptr->foo()在调用的时候，由于地址偏移量固定，偏移量是子类对象的偏移量，于是即使在指向了一个基类对象的情况下，还是调用到了子类的函数，虽然可能从始到终都没有子类对象的实例化出现。
　　而ptr->fun()的调用，可能还是因为C++多态性的原因，由于指向的是一个基类对象，通过虚函数列表的引用，找到了基类中fun()函数的地址，因此调用了基类的函数。由此可见多态性的强大，可以适应各种变化，不论指针是基类的还是子类的，都能找到正确的实现方法。

//小结：1、有virtual才可能发生多态现象
// 2、不发生多态（无virtual）调用就按原类型调用
#include<iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
    virtual void f(float x)
    {
        cout<<"Base::f(float)"<< x <<endl;
    }
    void g(float x)
    {
        cout<<"Base::g(float)"<< x <<endl;
    }
    void h(float x)
    {
        cout<<"Base::h(float)"<< x <<endl;
    }
};
class Derived : public Base
{
public:
    virtual void f(float x)
    {
        cout<<"Derived::f(float)"<< x <<endl;   //多态、覆盖
    }
    void g(int x)
    {
        cout<<"Derived::g(int)"<< x <<endl;     //隐藏
    }
    void h(float x)
    {
        cout<<"Derived::h(float)"<< x <<endl;   //隐藏
    }
};
int main(void)
{
    Derived d;
    Base *pb = &d;
    Derived *pd = &d;
    // Good : behavior depends solely on type of the object
    pb->f(3.14f);   // Derived::f(float) 3.14
    pd->f(3.14f);   // Derived::f(float) 3.14

    // Bad : behavior depends on type of the pointer
    pb->g(3.14f);   // Base::g(float)  3.14
    pd->g(3.14f);   // Derived::g(int) 3

    // Bad : behavior depends on type of the pointer
    pb->h(3.14f);   // Base::h(float) 3.14
    pd->h(3.14f);   // Derived::h(float) 3.14
    return 0;
}

令人迷惑的隐藏规则
本来仅仅区别重载与覆盖并不算困难，但是C++的隐藏规则使问题复杂性陡然增加。
这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下：
（1）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual
关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）。
（2）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual
关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）。
上面的程序中：
（1）函数Derived::f(float)覆盖了Base::f(float)。
（2）函数Derived::g(int)隐藏了Base::g(float)，而不是重载。
（3）函数Derived::h(float)隐藏了Base::h(float)，而不是覆盖。

C++纯虚函数
 一、定义
  纯虚函数是在基类中声明的虚函数，它在基类中没有定义，但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0” 
  virtual void funtion()=0 
二、引入原因
   1、为了方便使用多态特性，我们常常需要在基类中定义虚拟函数。 
   2、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写以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类，它不能生成对象。这样就很好地解决了上述两个问题。
三、相似概念
   1、多态性 
  指相同对象收到不同消息或不同对象收到相同消息时产生不同的实现动作。C++支持两种多态性：编译时多态性，运行时多态性。 
  a、编译时多态性：通过重载函数实现 
  b、运行时多态性：通过虚函数实现。 
  2、虚函数 
  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覆盖（Override）
  3、抽象类 
  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。