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1.什么是多态？

谈到多态，我们必须首先了解一下什么是虚函数。

虚函数：在类的成员函数前加virtual关键字，把这个成员函数称为虚函数。


多态需满足两个条件：

子类的虚函数须覆盖(重写)父类的虚函数；(协变例外)

当使用基类的指针或引用调用重写的虚函数时，指向基类对象就调用基类的虚函数，指向派生类的对象就调用派生类的虚函数。

注：多态只与对象有关，与类型无关。


扩充：

虚函数重写(覆盖)：

当派生类中定义的虚函数和基类中定义的虚函数完全相同的时候，则称派生类中的虚函数重写了基类中的虚函数。


协变：

class A
{
public:
    virtual A* func()---virtual A& func()
    {
        return this;---return *this;
    }
};
class B
{
public:
    virtual B* func()---virtual B& func()
    {
        return this;---return *this;
    }
};

2.多态的对象模型



单一继承模型

typedef void(*FUNC) ();
class First
{
public:
    First()
        :_f(1){}
    virtual void f(){ cout << "First::f()" << endl; }
    virtual void f1(){ cout << "First::f1()" << endl; }
public:
    int _f;
};
class Second : public First
{
public:
    Second()
        :_s(2){}
    virtual void f(){ cout << "Second::f()" << endl; }
    virtual void f2(){ cout << "Second::f2()" << endl; }
    virtual void f3(){ cout << "Second::f3()" << endl; }
public:
    int _s;
};

void Print(int *Vfptr)
{
    cout << "虚表地址" << Vfptr << endl;
    for (int i = 0; Vfptr[i] != 0; ++i)
    {
        FUNC f = (FUNC)Vfptr[i];
        cout << "[" << i << "]" << endl;
        f();
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    First f;
    Second s;

    int *Vfptr1 = (int*)(*(int*)&f);
    int *Vfptr2 = (int*)(*(int*)&s);

    Print(Vfptr1);
    Print(Vfptr2);
    system("pause");
    return 0;
}

单一继承总结：

虚函数表一般放在最前面；

成员变量根据会根据继承关系按先后顺序排列；

当有虚函数覆盖时，派生类的虚函数会将虚函数表中的基类虚函数替换；

虚函数表最后一个为0/NULL。

多重继承模型：

class B1
{
public:
    B1()
    :_b1(1){}
    virtual void b(){ cout << "B1::b()" << endl; }
    virtual void b1(){ cout << "B1::b1()" << endl; }
public:
    int _b1;
};

class B2 
{
public:
    B2()
    :_b2(2){}
    virtual void b(){ cout << "B2::b()" << endl; }
    virtual void b2(){ cout << "B2::b2()" << endl; }
    virtual void b3(){ cout << "B2::b3()" << endl; }
    virtual void b4(){ cout << "B2::b4()" << endl; }
public:
    int _b2;

};

class D : public B1 , public B2
{
public:
    D()
    :_d(3){}
    virtual void b(){ cout << "D::b()" << endl; }
    virtual void b1(){ cout << "D::b1()" << endl; }
    virtual void b3(){ cout << "D::b3()" << endl; }
    virtual void b5(){ cout << "D::b5()" << endl; }
public:
    int _d;
};

typedef void(*FUNC) ();//函数指针

void Print(int *Vfptr)
{
    cout << "虚表地址" << Vfptr << endl;
    for (int i = 0; Vfptr[i] != 0; ++i)
    {
        FUNC f = (FUNC)Vfptr[i];
        cout << "[" << i << "]" << endl;
        f();
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    D d;
    int *Vfptr1 = (int*)(*(int*)&d);
//B2的虚函数表在B1虚函数表的下面，跳过B1虚函数才可以打印出B2的虚函数表
    int *Vfptr2 = (int*)(*((int*)&d+sizeof(B1)/4));
    Print(Vfptr1);
    Print(Vfptr2);
    system("pause");
    return 0;
}

D继承后B1,B2后，D类的实例化对象模型：

在VS2013下的运行结果(打印的虚函数表)：

多重继承总结：

派生类会继承每个基类的虚函数表；

派生类的成员函数会放在第一个基类的虚函数表中；

成员变量的存储顺序是按照继承先后顺序存储；

派生类中有和基类中相同的虚函数，基类的虚表会被改变。