C++零碎记录（十三）

23. 多态

23.1 多态简介

① 多态是C++面向对象三大特性之一。

② 多态分为两类：

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。

③ 静态多态和动态多态区别：

1. 静态多态的函数地址早绑定，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。

④ 多态满足条件：

1. 有继承关系
2. 子类重写父类中的虚函数

④ 多态使用条件：

1. 父类指针或引用指向子类对象

⑤ 重写：函数返回值类型、函数名、参数列表都完全一致称为重写。

23.2 多态地址绑定

23.2.1 地址早绑定

#include <iostream>
using namespace std;
 
//多态
 
//动物类
class Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "动物在说话" << endl;
    }
};
 
//猫类
class Cat:public Animal
{
public:
    void speak()
    {
        cout << "小猫在说话" << endl;
    }
};
 
//执行说话的函数
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫说话，那么这个函数就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定
void doSpeak(Animal &animal)  // Animal & animal = cat
{
    animal.speak();
}
 
void test01()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);
}
 
int main()
{
    test01();
 
    system("pause");
 
    return 0;
 
}

运行结果：

• 动物在说话
• 请按任意键继续. . .

23.2.2 地址晚绑定虚函数

#include <iostream>
using namespace std;
 
//多态
 
//动物类
class Animal
{
public:
    virtual void speak()
    {
        cout << "动物在说话" << endl;
    }
};
 
//猫类
class Cat:public Animal
{
public:
    //重写 函数返回值类型、函数名、参数列表都完全相同才叫重写
    void speak()   //子类virtual可写可不写，也可以写 virtual void speak()
    {
        cout << "小猫在说话" << endl;
    }
};
 
//狗类
class Dog:public Animal
{
public:
    virtual void speak()
    {
        cout << "小狗在说话" << endl;
    }
};
 
//执行说话的函数
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫说话，那么这个函数就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定
 
//动态多态满足条件
//1、有继承关系
//2、子类重写父类的虚函数
 
//动态多态使用
//父类的引用或指针指向子类对象
 
void doSpeak(Animal &animal)  // Animal & animal = cat
{
    animal.speak();
}
 
void test01()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);
 
    Dog dog;
    doSpeak(dog);
}
 
int main()
{
    test01();
 
    system("pause");
 
    return 0;
 
}

运行结果：

• 小猫在说话
• 小狗在说话
• 请按任意键继续. . .

23.3 多态的原理剖析

① 当没有发生重写时，子类中的虚函数表内部为父类的虚函数地址。

② 当子类重写父类的虚函数，子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址。

#include <iostream>
using namespace std;
 
//多态
 
//动物类
class Animal
{
public:                   //如果是虚函数，那么类里面存了一个指针，类占4个字节
    virtual void speak()  //如果是非静态成员函数void speak()，那么函数不在类上，空类占1个字节空间                     
    {
        cout << "动物在说话" << endl;
    }
};
 
//猫类
class Cat:public Animal
{
public:
 
    void speak()   
    {
        cout << "小猫在说话" << endl;
    }
};
 
//狗类
class Dog:public Animal
{
public:
    virtual void speak()
    {
        cout << "小狗在说话" << endl;
    }
};
 
//执行说话的函数
//地址早绑定 在编译阶段确定函数地址
//如果想执行让猫说话，那么这个函数就不能提前绑定，需要在运行阶段进行绑定，地址晚绑定
 
//动态多态满足条件
//1、有继承关系
//2、子类重写父类的虚函数
 
//动态多态使用
//父类的引用或指针指向子类对象
 
void doSpeak(Animal &animal)  // Animal & animal = cat
{
    animal.speak();
}
 
void test01()
{
    Cat cat;
    doSpeak(cat);
 
    Dog dog;
    doSpeak(dog);
}
 
void test02()
{
    cout << "sizeof Animal = " << sizeof(Animal) << endl;
}
 
int main()
{
    //test01();
    test02();
 
    system("pause");
 
    return 0;
 
}

运行结果：

• sizeof Animal = 4
• 请按任意键继续. . .

链接：https://www.zhihu.com/question/437657370/answer/1692846096