C++必修：深入探索多态的奥秘

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所属专栏：C++学习

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前言需知：

本文中的代码及解释都是在vs2022下的x86程序中，涉及的指针都是4bytes。如果要其他平台下，部分代码需要改动。比如：如果是x64程序，则需要考虑指针是8bytes问题等等。

1. 多态的引入

1.1. 多态的概念

通俗来说，多态就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。举一个简单的例子：

当我们去买票时，普通人买票时，是全价买票；学生买票时，是半价买票；军人买票时是优先买票。普通人，学生，军人虽然都属于人这类整体，但是在进行买票这个行为时却会发生不同的状态。这就是一种典型的多态行为。

1.2. 多态的定义

在 C++ 中，多态指的是通过基类的指针或引用，在运行时能够调用派生类中实现的同名函数，从而表现出不同的行为。而构成多态一定要满足两个条件：

1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数。
2. 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写。

下面是一个简单的多态调用：

class Person 
{
public:
	virtual void BuyTicket() //虚函数
	{ 
		cout 
public:
	virtual void BuyTicket()//虚函数重写
	{
		cout  
	p.BuyTicket(); 
}
int main()
{
	Person ps;
	Student st;
	Func(ps);
	Func(st);
	return 0;
}

public:
	virtual void BuyTicket() 
	{ 
		cout 
public:
	virtual void BuyTicket() //虚函数
	{ 
		cout 
public:
	virtual void BuyTicket() //虚函数重写
	{
		cout };
class B :public A{};//不同的继承
class Person 
{
public:
	virtual A* f() 
	{ 
		return new A; 
	}
};
class Student : public Person 
{
public:
	virtual B* f() //协变
	{ 
		return new B; 
	}
};

public:
	//~Person()
	virtual ~Person() 
	{
		cout 
public:
	virtual ~Student() //构成重写
	{
		cout 
	Person* p1 = new Person;
	Person* p2 = new Student;
	delete p1;
	delete p2;
	return 0;
}

public:
	virtual void Drive() = 0;//纯虚函数
};
class Benz :public Car
{
public:
	virtual void Drive()
	{
		cout 
public:
	virtual void Drive()
	{
		cout 
	Car* pBenz = new Benz;
	pBenz-Drive();
	Car* pBMW = new BMW;
	pBMW-Drive();
}

public:
	virtual void Func1()
	{
		cout 
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout };

public:
	virtual void Func1()
	{
		cout 
		cout 
		cout 
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout 
		cout 
	for (int i = 0; table[i] != nullptr; i++)
	{
		printf("第%d个虚函数表的地址为:%p-", i+1, table[i]);
		table[i]();//通过函数指针调用函数
	}
}
int main()
{
	Base b;
	Derive d;
	//需要取_vfptr的前4个字节(当然不同平台实现也有区别)
	printVFTable((VF_PTR*)(*(int*)&b));
	cout 
public:
	virtual void func1() 
	{
		cout 
		cout 
public:
	virtual void func1() 
	{ 
		cout 
		cout 
public:
	virtual void func1() 
	{
		cout  
		cout 
	for (int i = 0; table[i] != nullptr; i++)
	{
		printf("第%d个虚函数表的地址为:%p-", i + 1, table[i]);
		table[i]();//通过函数指针调用函数
	}
}
int main()
{
	Derive d;
	printVFTable((VF_PTR*)(*(int*)&d));
	cout 
	Derive d;
	Base1* ptr1 = &d;
	Base2* ptr2 = &d;
	ptr1-func1();
	ptr2-func1();
	return 0;
}

public:
	virtual void func1()
	{}
public:
	int _a;
};
class B : virtual public A
{
public:
	virtual void func1()
	{}
public:
	int _b;
};
class C : virtual public A
{
public:
	virtual void func1()
	{}
public:
	int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
	//必须自己重写func1
	virtual void func1()
	{}
	int _d;
};

public:
	virtual void func1()
	{}
public:
	int _a;
};
class B : virtual public A
{
public:
	virtual void func1()
	{}
	virtual void func2()
	{}
public:
	int _b;
};
class C : virtual public A
{
public:
	virtual void func1()
	{}
	virtual void func3()
	{}
public:
	int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
	//必须自己重写func1
	virtual void func1()
	{}
	int _d;
};

public:
	virtual void func(int val = 1) 
	{ 
		std::cout 
		func();
	}
};
class B : public A
{
public:
	void func(int val = 0) 
	{
		std::cout 
	B* p = new B;
	p-test();//输出？？
	return 0;
}