C++的多态

C++三大特性：封装、继承和多态。其中最好理解的就是封装了，继承作为C++面向对象的特征也不难理解，那么多态，应该也不太难。本文来讨论一下多态是什么，有什么特殊之处。

1、什么是多态

多态，就是说多种形态。

多态分为静态多态和动态多态两部分：

• 静态多态：在编译前就确定了调用的具体函数，也就是重载。(本文不讨论，请参见C++的重载)
• 动态多态：运行时确认调用的具体函数，也就是我们一般叫的多态。

我们只具体讨论一下多态(动态多态)。
多态是在不同继承关系的类对象，去调同一函数，产生了不同的行为。就是说，有一对继承关系的两个类，这两个类里面都有一个函数且名字、参数、返回值均相同，然后我们通过调用函数来实现不同类对象完成不同的事件。

2、多态的要素

多态有两个要素：

• 要有继承关系的两个类，存在同名、同参数、同返回值的函数；
• 拥有虚函数，且完成虚函数的重写。

3、多态的实现

上代码：

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    virtual void print()
    {
        cout << "A::print" << endl;
    }
};

class B : public A
{
public:
    virtual void print()
    {
        cout << "B::print" << endl;
    }
};

int main(int argc, char **argv)
{
    A a;
    B b;
    A *pa = &a;
    pa->print();

    pa = &b;
    pa->print();
    return 0;
}

//输出：
//A::print
//B::print

说白了就是这么个东西，可能不太好理解，那么我们尝试改改main的写法：

void Print(A &x)
{
    x.print();
}

int main(int argc, char **argv)
{
    A a;
    B b;
    Print(a);
    Print(b);
    return 0;
}
//输出：
//A::print
//B::print

这样就很明了了，其实和上面那种写法是一样的效果。要注意：

只能是子类给父类赋值，所以Print形参只能是父类类型。

4、多态的原理

在类中使用virtual声明虚函数时，编译器会在类中创建出一个虚函数指针指向创建的存放虚函数地址的虚函数表，虚函数表其实就是一个存放函数指针的数组。
在调用时候首先获取对象的首地址，然后解引用取到虚函数表的首地址，加上偏移量找到对应的虚函数，进行调用。

5、其他

5.1 为什么要用虚函数表？

• 实现多态，父类对象调用父类的虚函数，子类对象调用的是子类的虚函数。
• 同一个类的多个对象使用同一份虚函数表，可以节省空间占用；一个类自身的虚函数和继承的虚函数以及重写父类的虚函数都会存在自己的虚函数表。

5.2 基类虚构函数为什么要定义为虚函数？

使用基类操作派生类时候，为了防止只执行了基类的析构函数，没有执行派生类的析构函数，只能删除基类的对象，派生类的对象没有被删除，造成内存泄漏。