C++多態實現機制

多態是OOP中一個十分重要的特性，至於如何使用可以參考這篇C++與JAVA多態相同與不同，相信對於學習C++和java的人都有幫助。

多態實現的關鍵技術是動態綁定。

動態綁定：程序在運行期間尋找函數地址

靜態綁定：代碼在編譯時已經確定了函數地址

 

多態的實現表象是指針+虛函數，本質是虛表+虛指針。

這里有一篇博客寫的很全面，可以參考一下c++多態實現的機制

 

1.虛表

聲明了虛函數的類會隱式創建一個虛指針指向虛表，而虛表保存了虛函數的地址(虛表中只有虛函數，非虛函數在另一個表中)，當我們調用虛函數時，實際上是通過虛指針去查找虛表中對應虛函數的地址

2.虛指針

虛指針指向類的虛表，屬於類的成員變量，可以繼承，當子類繼承父類的虛指針時，子類的虛指針指向子類的虛表。虛表也可以繼承，也可以理解為繼承了虛函數，然后創建了自己的虛表，所以如果沒有重定義父類虛函數，那么子類虛表和父類虛表完全相同；重定義的虛函數在子類虛表中的地址會改變。

3.虛指針的初始化

虛指針在構造函數中進行初始化，指向類的虛表。如果類B繼承了類A，那么我們知道生成B的實例對象時，會先調用A的構造函數，此時虛指針指向A的虛表，然后調用B的構造函數，此時虛指針指向B的虛表，所以當B的實例構造完成后，虛指針指向B的虛表。

4.多態

用下面的例子講解，當我們聲明一個父類A的指針p指向子類B的對象時，在編譯階段是不分配內存的(不構造對象的)，如果想了解編譯過程做了什么，可以參考一下這篇C程序編譯過程淺析。也就是說編譯器並不知道指針p指向的是B類的對象，只知道這是一個A類的指針，那么在編譯p->func()時，會直接查找A中func的地址並替換(可以簡單理解為這樣)，也就是靜態綁定，那么在運行時自然調用的就是A的func了

class A
{
public:
    A(){};
    void func()
    {
        cout << "A func called!";
    }
};

class B:public A
{
public:
    B(){};
    void func()
    {
        cout << "B func called!";
    }

};

int main()
{
    A*p = new B();
    p->func();
    return 0;
}

 

但是如果將func聲明為虛函數，如下，那么在編譯時編譯器一看func是虛函數，會直接跳過，那么在運行時，B的對象已經被構造出來了，那么p所指向的B對象的虛指針已經指向了B的虛表，此時調用p->func()時，操作系統會在p的虛表中去尋找func這個函數，也就是動態綁定，然后調用，這時候調用的自然就是B的func了，可以說虛指針和虛表就是為了多態而生的。

class A
{
public:
    A(){};
    virtual  void func()
    {
        cout << "A func called!";
    }
};

class B:public A
{
public:
    B(){};
    void func()
    {
        cout << "B func called!";
    }

};

int main()
{
    A*p = new B();
    p->func();
    return 0;
}

 

看到這里，大家再去看我寫的C++與JAVA多態相同與不同，也就明白為什么我說重寫和重定義不同了。