多态以及它的单继承、多继承、菱形继承的对象模型

article/2025/10/25 19:10:32

什么是多态

同一件事物在不同的场景下表现忽的多种形态。不同类的对象对同一消息做出响应，同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。

静态多态
在编译期间，确定程序的行为（确定具体调用哪个函数）
动态多态
程序运行期间，才能确定程序的运行行为
通常，虚函数是动态绑定，非虚函数是静态绑定，缺省参数值也是静态绑定

实现动态多态的条件:

  1.基类中必须包含虚函数，在派生类中必须对基类中的虚函数进行重写。------例外：a>析构函数（函数名不同）b>协变：基类虚函数返回基类的引用/指针派生类函数返回派生类的引用/指针2.通过基类的指针/引用去调用虚函数

那什么是重写呢？

前提是：在继承体系中
1.把基类中的某虚函数再在派生类中定义一个一样的虚函数，这个虚函数必须与基类中虚函数原型保持一致。
2.派生类中函数virtual可以不写，仍旧保持虚函数特性
3.基类与派生类虚函数的访问权限可以不同，但是基类中虚函数必须是公有的。
什么是同名隐藏

继承体系中，基类与派生类中具有相同名称的成员（成员变量或成员函数），当通过派生类对象调用相同名称的成员时，优先调用派生类。

这里写图片描述
注意：
virtual和static一样只能和函数的声明放在一块。
virtual不能和static放在一块。

多态的原理：

虚函数表：通过一块连续内存来存储虚函数的地址。按照虚函数在基类中的声明次序添加到虚函数表中。

//构造函数里插了一条语句，把虚表的地址放到类的前四个字节，如果没有给构造函数，自动合成一个。
//如果给了，什么也没有做，那编译器就把它改写了。
class Base
{
public:Base(){}virtual void FunTest1(){cout << "Base::FunTest1()" << endl;}int _b;
};
int main()
{Base b;return 0;
}

不同继承下，虚函数的对象模型

1.单继承

定义这样的基类和派生类：

class Base
{
public:Base(){}virtual void FunTest1(){cout << "Base::FunTest1()" << endl;}virtual void FunTest2(){cout << "Base::FunTest2()" << endl;}virtual void FunTest3()//加或者删了虚函数，记得重新生成解决方案{cout << "Base::FunTest3()" << endl;}int _b;
};
class Derived : public Base
{
public:virtual void FunTest5(){cout << "Derived::FunTest5()" << endl;}virtual void FunTest2(){cout << "Derived::FunTest2()" << endl;}virtual void FunTest4(){cout << "Derived::FunTest4()" << endl;}int _d;
};

把虚表打印出来：


typedef void(*PVTF)();//PVTF是void(*)()的别名
void PrintfVTF(Base& b,const string& str)//传基类引用的好处:传派生类和基类的对象都可以打印（赋值兼容规则）
{cout << str << endl;//先找到对象前四个字节,转换后在解引用，但是解引用后只是一个整数PVTF* pVTF = (PVTF*)*(int*)&b;while (*pVTF){(*pVTF)();//调这个函数pVTF++;}cout << endl;
}
int main()
{Base b;PrintfVTF(b,"Base VTF:");Derived d1;Derived d2;PrintfVTF(d1, "Derived VTF:");return 0;
}