C++的静态联编和动态联编、虚函数、纯虚函数、

一、静态联编和动态联编：

联编就是将 模块或者函数 合并在一起生成可执行代码的处理过程（也可以叫做绑定），同时对每个模块或者函数调用分配内存地址，并且对外部访问也分配正确的内存地址，它是计算机程序彼此关联的过程。按照联编所进行的阶段不同，可分为两种不同的联编方法：静态联编和动态联编。

1.静态联编

是指在编译阶段就将函数实现和函数调用关联起来，因此静态联编也叫早绑定，在编译阶段就必须了解所有的函数或模块执行所需要检测的信息，它对函数的选择是基于指向对象的指针（或者引用）的类型，C语言中，所有的联编都是静态联编,并且任何一种编译器都支持静态联编。

动态联编

指在程序执行的时候才将函数实现和函数调用关联，因此也叫运行时绑定或者晚绑定，动态联编对函数的选择不是基于指针或者引用，而是基于对象类型，不同的对象类型将做出不同的编译结果。 C++中一般情况下联编也是静态联编，但是一旦涉及到多态和虚函数就必须要使用动态联编了。虚函数是实现动态联编的基础

多态

字面的含义是具有多种形式、形态。C++多态有两种形式，动态多态和静态多态；动态多态是指一般的多态，动态多态是通过类继承和虚函数机制实现的多态；静态多态是通过模板来实现，因为这种多态实在编译时而非运行时，所以称为静态多态。

模板函数

参考https://blog.csdn.net/mr_h9527/article/details/82598237

注意：

 

 

2、实例

动态多态--通过类的继承和虚函数实现

#include <stdio.h>
#include <iostream>
class CShape//图形类、基类
{
public:
    CShape(){}
    virtual ~CShape(){}//析构函数也声明为虚函数,为了析构彻底!
    virtual void Draw() = 0;//把想要多态的函数声明为虚函数
};

class CPoint : public CShape//点类
{
public:
    CPoint(){}
    ~CPoint(){}
    void Draw()
    {printf("Hello! I am Point!\n");}
};

class CLine : public CShape //线类
{
public:
    CLine(){}
    ~CLine(){}
    void Draw()
    {printf("Hello! I am Line!");}
};


int main()
{
    CShape* shape = new CPoint();//手动分配内存，new 生成了一个点类对象，基类指针可以指向派生类的对象（多态性）!!!
    
    //draw point
    shape->Draw();//shape将会调用CPoint的Draw()函数,而不是基类的Draw方法
    delete shape;
    //并不是删除指针，而是删除指针指向的对象，因为基类的析构函数被声明为虚函数，因此会调用该指针指向的派生类的析构函数,
    //而派生类的析构函数又会自动调用基类的析构函数，这样整个派生类的对象会被完全释放

    shape = new CLine();
    //draw Line
    shape->Draw();//shape将会调用CLIne 的Draw()函数
    delete shape;

    return 0;
}

 

一个Draw（） 可以有两种实现，并且是在运行时决定的，在编译阶段不知道，只有在运行的时候才能知道我们生成的shape是那种图形，

当然要实现这种效果就需要动态联编了，在基类我们会把想要多态的函数声明为虚函数（前面加上 virtual关键字），而虚函数的实现原理就使用了动态联编。

 

静态多态----通过模板实现

在上面例子的基础之上添加模板函数：

template <class T>
void DrawShape(T*   t)
{
 　　t->Draw();
}

main函数修改为

void main()
{
 CShape* shape = new CPoint();

 //draw point
 shape->Draw();
 DrawShape<CPoint>((CPoint*)shape);  //模板函数的调用方法：模板名<用来实例化模板的类型>（参数）delete shape;

 shape = new CLine();
 //draw Line
 shape->Draw();
 DrawShape<CLine>((CLine*)shape);
 delete shape;
  
 return ;
}

 在程序编译main函数的时候，编译器就已经指定了DrawShape函数里面的Draw要调用那个实现了，这就是静态多态，在编译时就已经知道了要调用的函数。

 

 

三、虚函数的使用

1.基类析构函数为虚函数

（1）基类析构函数定义为虚函数时：基类指针可以指向派生类的对象（多态性），如果删除该基类指针delete [  ]p(并不是删除指针，而是删除指针所指向的对象)；就会调用该指针指向的派生类析构函数，而派生类的析构函数又自动调用基类的析构函数，这样整个派生类的对象完全被释放。

（2）基类析构函数不定义为虚函数时：编译器实施静态绑定，在删除基类指针时，只会调用基类的析构函数而不调用派生类析构函数，这样就会造成派生类对象析构不完全

 

2.为了区分重载函数，把一个派生类中重定义基类的虚函数称为  覆盖

覆盖和重载的区别：

覆盖是子类和父类之间的关系,垂直关系;   　　重载同一个类之间方法之间的关系,是水平关系。 

覆盖是根据对象类型(对象对应存储空间类型)来决定的;　　而重载关系是根据调用的实参表和形参表来选择方法体的。

 

函数重载的条件：函数名相同，参数列表不同（形参数量不同，形参类型不一样，形参顺序不一样）

 

3.C++构造函数和析构函数调用虚函数时都不使用动态联编,在构造函数和析构函数中调用虚函数时，采用  静态联编。

如果在构造函数或析构函数中调用虚函数，则运行的是为构造函数或析构函数自身类型定义的版本。

详情看https://www.cnblogs.com/bonelee/p/5826196.html 

 

 

 

 

四、纯虚函数

 

1.什么时候使用？

（1）当想在基类中抽象出一个方法，且该基类只做能被继承，而不能被实例化；

（2）这个方法必须在派生类(derived class)中被实现；

  如果满足以上两点，可以考虑将该方法申明为纯虚函数。

 

在基类中定义虚函数，以便在派生类中重新定义该函数（方法覆盖）更好地适用于对象，但在基类中又不能对虚函数给出有意义的实现，这个时候就会用到纯虚函数。

纯虚函数是指被表明为不具体实现的虚拟成员函数，定义一个基类时，遇到无法定义基类中虚函数的具体实现，其实现依赖于不同的派生类。

2.定义格式

virtual 返回值类型 函数名（参数表）= 0;

含有纯虚函数的基类是不可以定义对象。纯虚函数无实现部分，只是作为一个占位符！！(告诉编译器,我先不去实现，在后面进行实现函数)，不能产生对象，所以含有虚函数的类是抽象类。

子类中该虚方法前面的virtual 可加可不加 ！

//Test1.h
#include<iostream>
using namespace std;
class Fish
{
public:
    virtual void water() = 0;
    virtual void eat() = 0;
};

class Shark : public Fish 
{
public:
    void water();//子类中该虚方法前面的virtual 可加可不加 ！
    void eat();
};
void Shark::eat(){cout<<"Shark eat. "<<endl;}
void Shark::water(){cout<<"Shark water. "<<endl;}
void fun(Fish *f)
{
    f->eat();
    f->water();
}

 

3.纯虚函数需要注意

a.定义纯虚函数时，不能定义纯虚函数的实现部分。即使是函数体为空也不可以，函数体为空就可以执行，只是什么也不做就返回。而纯虚函数不能调用。

（其实可以写纯虚函数的实现部分，编译器也可以通过，但是永远也无法调用。因为其为抽象类，不能产生自己的对象，而且子类中一定会重写纯虚函数，因此该类的虚表内函数一定会被替换掉，所以可以说永远也调用不到纯虚函数本身）

b."=0"表明程序将不定义该函数，函数声明是为派生类保留一个位置。“=0”的本质是将指向函数体的指针定为NULL。

c.在派生类中必须重写虚函数，进行覆盖，这样的派生类才能用来定义对象。（如果不重写进行覆盖，程序会报错）

d.含有纯虚函数的基类不能实例化，因为是抽象类，不能产生自己的对象；但可以创建抽象类的对象变量，这个变量只能用来指向他的非抽象子类对象，

 

//Test.cpp
#include"Test1.h"
void main()
{
    Shark s;//实例化一个派生类对象
    Fish *f = &s;　　　　　　//基类指针指向派生类对象，而不是派生类的指针! 为了实现多态性
    fun(f);
}

 

运行结果：

 

 

 

 

 

 参考

https://www.cnblogs.com/area-h-p/p/10374162.html  ;

 

五、为什么要用基类指针指向派生类对象？

在基类与派生类之间，有一个规定：派生类对象的地址可以赋给指向基类对象的指针变量（简称基类指针），即基类指针也可以指向派生类对象。为什么有这一规定呢？因为它可以实现多态性，即向不同的对象发送同一个消息，不同的对象在接受时会产生不同的行为。而接受同一消息的实现就是基于基类指针。

例如

 
#include <iostream>
using namespace std;
class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0; //纯虚函数
};
 class Square : public Shape {
    double size;
public:
    Square(double s) {
        size = s;
    }
    virtual double area() const {
        return size * size;
    }
};
 
class Circle : public Shape {
    double radius;
public:
    Circle(double r) {
        radius = r;
    }
    virtual double area() const {
        return 3.14159 * radius * radius;
    }
};
 int main()
 {
     Shape* array[2]; //定义基类指针数组
     Square Sq(2.0); //实例化派生类对象
     Circle Cir(1.0);
    array[0] = &Sq;
    array[1] =&Cir;
    for (int i = 0; i < 2; i++) /
    {
        cout << array[i]->area() << endl;
    }
    return 0;
}

 

上面的不同对象Sq,Cir(来自继承同一基类的不同派生类)接受同一消息（求面积，来自基类的成员函数area()）,但是却根据自身情况调用不同的面积公式（执行了不同的行为，它是通过虚函数实现的）。

我们可以理解为，继承同一基类的不同派生对象，对来自基类的同一消息执行了不同的行为，这就是多态，它是通过继承和虚函数实现的。而接受同一消息的实现就是基于基类指针。