C++——多态、虚表、单继承、多继承、覆盖、联编

目录

1、多态(4种） 

2、虚函数的运行原理

3、单继承 

4、多继承

5、 覆盖（重写）的条件

6、联编 

1、多态(4种） 

        定义：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。会使程序变得更简单。

①多态的形式：

（1）重载多态——函数重载——运算符重载
（2）包含多态——virtual函数
（3）参数多态——模板
（4）强制多态——强制类型转换(有四种） static_cast const_cast...

②多态的条件：
（1）满足覆盖
（2）基类的指针或者引用指向基类对象或派生类对象

2、虚函数的运行原理

• 如果一个类包含了虚函数，不管有多少个虚函数，则只增加一个指针的大小；
• 有了一个VPtr(虚指针),VPtr指向一个虚表（vtable）,虚表里面存储本类中虚函数的入口地址(可以把表格当成一个数组）；
• 非虚函数1个字节，虚函数4个字节（当前一个指针的大小）。

class A
{
public:
    //void ff() {}//非虚函数1个字节，虚函数4个字节（当前一个指针的大小）
    virtual void fa() { cout << "A::fa" << endl; }
    virtual void fb() { cout << "A::fb" << endl; }
    virtual void fc() { cout << "A::fc" << endl; }
};
 
int main()
{
    //cout<
    A a;
    typedef void(*FUN)();
    /*a.fa();
    a.fb();
    a.fc();*/
    FUN pf = NULL;//pf是函数指针类型,先指向空
    (int*)(&a);//把a*强转为int*
    pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&a)));
    pf();
    pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&a))+1);
    pf();
    pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&a))+2);
    pf();
    
}

3、单继承 

• A可以调用三个虚函数：fa，ga，ha

class A
{
public:
	virtual void fa() { cout << "A::fa" << endl; }
	virtual void fb() { cout << "A::ga" << endl; }
	virtual void fc() { cout << "A::ha" << endl; }
};

单继承步骤：

① 全盘接收：B把A的虚表直接继承,class B : public A。

②改写：改写A中的虚函数，改为B::fa。

③添加自己的函数：添加了两个自己的虚函数gb，hb。

注意：子类对象不能接收基类对象，子类对象比较多；

•  B可以调用5个函数：fa，ga，ha，gb，hb

//B可以调用5个函数：fa，ga，ha，gb，hb
class B :public A//B把A的虚表直接继承过来
{
public:
	virtual void fa() { cout << "B::fa" << endl; }//改写A中的虚函数
	//添加两个虚函数
	virtual void gb() { cout << "B::gb" << endl; }
	virtual void hb() { cout << "B::hb" << endl; }
};
 
int main()
{
	//cout<
	B b;
	typedef void(*FUN)();
	FUN pf = NULL;//pf是函数指针类型,先指向空
	//先给b取个地址
	pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&b)));//B::fa
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&b)) + 1);//A::ga
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&b)) + 2);//A::ha
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&b)) + 3);//B::gb
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)(*(int*)(&b)) + 4);//B::hb
	pf();
	
}

4、多继承

 多继承:在子类的对象中，每个父类都有自己的虚表，将最终子类的虚函数放在第一个,
父类的虚表中，这样做解决了不同的父类类型的指针指向比较清晰。
如果在子类中重写了多个父类的同名同参虚函数，那么在虚表中同样做了修改。

class A
{
public:
	virtual void ff() { cout << "A::ff" << endl; }
	virtual void ha() { cout << "A::ha" << endl; }
};
class B
{
public:
	virtual void ff() { cout << "B::ff" << endl; }
	virtual void hb() { cout << "B::hb" << endl; }
};
 
class C
{
public:
	virtual void ff() { cout << "C::ff" << endl; }
	virtual void hc() { cout << "C::hc" << endl; }
};
 
//D继承了三个虚表，谁先继承就挂谁（内存里面）
class D:public A,public B,public C
{
public:
	virtual void ff() { cout << "D::fd" << endl; }
	virtual void hd() { cout << "D::hd" << endl; }
};
 
int main()
{
	cout << sizeof(D) << endl;//12
	D d;
	typedef void(*FUN)();
	FUN pf = NULL;//pf是函数指针类型,先指向空
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)(&d));//
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)(&d) + 1);//
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)(&d) + 2);//
	pf();
	cout << "第二张虚表" << endl;
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)(&d) + 3);//
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)((int*)(&d)+ 1));//
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)((int*)(&d) + 1)+1);//
	pf();
	pf = (FUN) * ((int*)*(int*)((int*)(&d) + 1)+2);//
	pf();
 
	
}

5、 覆盖（重写）的条件

覆盖（重写）：是指同名同参的函数。

• 最少两个类，必须是父子关系
• 必须是同名同参虚函数，基类写了virtual虚函数，子类里可以不写（子类继承）

6、联编 

（1）定义：

         联编：是指计算机程序彼此关联的过程，（使一个源程序经过编译、连接，成为一个可执行程序）的过程；在这个联编过程中，需要确定程序中的操作调用（函数调用）与执行该操作函数）的代码段之间的映射关系。

（2）分类：

•     静态联编（是早期绑定）
•      动态联编

联编（捆绑，绑定）——函数调用和函数体联系的过程
早捆绑——在编译时
挖捆绑——在运行时 

class A
{
public:
	virtual void fn() { cout << "A::fn" << endl; }
	virtual void ff() { cout << "A::ff" << endl; }
	void fff() { cout << "A::fff" << endl; }
 
};
class B :public A//B把A的虚表直接继承过来
{
public:
	virtual void fn() { cout << "B::fn" << endl; }//改写A中的虚函数
	virtual void fb() { cout << "B::fb" << endl; }
	void fff() { cout << "A::fff" << endl; }
	
};
 
void test1(A* p)
{
	p->fn();
}
 
void test(A& aa)
{
	aa.fn();
	aa.ff();
	aa.fff();
}
 
int main()
{
	A a;
	B b;
	test(a);
	test(b);
	test1(&a);
	test1(&b);
 
}

如有错误，敬请指正。

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