C++多态的使用

一、多态有静态多态和动态多态：

1、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

2、动态多态：派生类和虚函数实现运行时多态

二、静态多态和动态多态的区别

1、静态多态函数地址早绑定：在编译阶段确定函数地址

2、动态多态的函数地址晚绑定：运行阶段确定函数地址

三、动态多态满足条件

1、有继承关系

2、子类重写父类虚函数

四、动态多态的使用

父类的指针或者引用 执行子类对象

 

代码：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 1e5 + 5;
class Animal
{
public:
    virtual void speak()
    {
        printf("Animal is Speaking\n");
    }
};
class dog : public Animal
{
public:
    virtual void speak()    //这里的virtual可写可不写
    {
        printf("dog is Speaking\n");
    }
};
class cat : public Animal
{
public:
    virtual void speak()    //这里的virtual可写可不写
    {
        printf("cat is Speaking\n");
    }
};
void test1(Animal &a)
{
    a.speak();
}
void test2(Animal *a)
{
    a->speak();
}
int main()
{
    dog g;
    cat t;
    test1(t);
    dog * ptr = &g;
    test2(ptr);
    return 0;
}

多态原理：

如果把上面main函数内容换成

class Animal

{

public:

    void speak()

    {

        printf("Animal is Speaking\n");

    }

};

int main()
{
    Animal * a=NULL;
    a->speak();
    return 0;
}
/*
输出：
Animal is Speaking
*/

上面代码说明了就算没有对变量a实例化一个对象，但是调用的方法仍然是看变量a的左边（也就是a的类型）。但是多态中我们发现变量a调用的方法实际上和a的类型无关，这一点就需要把函数变成虚函数，也就是在函数前面加上关键字virtual。

 

例如Animal类，当它内部的speak函数不是虚函数的时候，你的sizeof(Animal)的值是等于1的（因为方法和变量是分开存储的，而且Animal类没有成员变量，这就相当于Animal是一个空对象）。但是当内存speak函数是虚函数的时候，你的sizeof(Animal)的值是等于4或者8（这要看操作系统，因为实际上这个时候类内部会出现一个指针vfptr（virtual function pointer 虚拟函数表指针），在32位操作系统上指针占4个字节）。

vfptr会指向一个虚拟函数表（vftable），虚拟函数表里面记录的是这个类的虚函数的地址

我们使用visual studio查看类信息：

当我们的cat类没有重写Animal的speak方法时(这个时候会把父类的东西都继承过来)：

当cat类重写Animal的speak方法时：

 

我们接着对之前那个代码分析一下：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 1e5 + 5;
class Animal
{
public:
    virtual void speak() //这多加了virtual
    {
        printf("Animal is Speaking\n");
    }
};
int main()
{
    Animal * a=NULL;
    a->speak();
}

这个代码的输出是什么也没有，为什么不加virtual就有输出，加了就没有输出呢？

 

我认为加了virtual之后函数变成了虚函数，这个时候类内部会出现一个指针vfptr，但是你实例化的时候给a指针赋了一个NULL指针，也就是没有给a分配内存，那么vfptr指针就没有了，也就没办法找到vftable，也就没办法找到函数入口地址。（这是我认为的，不知道对不对，如果有错的话，希望大家给我指出^_^）