多态

基本概念

多态是C++面向对象三大特性之一

• 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

• 动态多态满足条件
  • 有继承关系
  • 子类重写父类的虚函数（使用virtual修饰）
    • 重写：函数返回值类型 函数名 参数列表完全一致 称为重写
• 动态多态的使用——父类的指针或者引用 执行子类对象

#include "iostream"
using namespace std;

class Animal {
public:
    // 虚函数
    virtual void speak() {
        cout << "动物在说话" << endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void speak() {
        cout << "小猫在说话~" << endl;
    }
};

void doSpeak(Animal &animal) {
    animal.speak();
}

void test02() {
    Cat cat;
    doSpeak(cat);
}

int main() {
    cout << "hello!" << endl;
    test02();
}

动态多态原理

上述代码中，Animal类看起来是一个空类，如果不带virtual关键字，应占1字节，但其实际上占了4字节，其内部是一个vfptr（virtual function pointer 虚函数（表）指针），它指向vftable虚函数表，表内记录了虚函数的地址。

当子类重写父类的虚函数，子类中的虚函数表内部原本父类的虚函数地址会替换成子类的虚函数地址。

当父类的指针或者引用指向子类对象的时候，发生多态

Animal & animal = cat;

animal.speak();

发生多态，调用Cat的speak()函数。