面向对象程序设计第七节-多态性的实现(2020-02-07)

这一节结合翁恺老师课上的ppt，学习一下多态的实现！

上一节中，我们定义了Shape基类，并派生出了椭圆类(Ellipse)和圆类(Circle)，现在我们来看下面几张图片，理清一下关系：

Shape类

Shape类

Ellipse类

Ellipse类

Circle类

Circle类

图片的左边是各个类的定义，右边是什么呢？这与我们之前提到的虚函数就有关系了，Vtable是一个虚函数表，这张表里存放的是类中所有虚函数的地址，例如基类中的vtable就存放着虚析构函数、render()函数以及resize()函数，实际上，所有含虚函数的类的对象里，最上面(不知道这样是否恰当)会被自动加上一个指针，称为Vptr，它指向的就是前面提到的虚函数表Vtable，我们再观察两个派生类的虚函数表：

Ellipse类：
一个虚析构函数，子类覆盖的render虚函数以及继承的resize函数

Circle类：
一个虚析构函数，子类覆盖的render虚函数和resize虚函数以及子类自己的radius虚函数

我们发现，虽然在派生类中，增加了虚函数或是改写了父类的虚函数，但是它们的结构是一样，新增的虚函数只会出现在Vtable的末尾，之前的所有顺序结构都没有发生变化！这其实就说明了OOP的一种特性-向上造型(upcast)，即将子类当作基类看待和使用。

个人理解

我们之前提到过，多态和动态绑定有关，而动态绑定只会发生在我们通过指针或引用调用对象的虚函数时，引用的本质也是指针，所以多态的本质是和指针有关的，就是这一节提到的Vptr-指向虚函数表的指针，所以我觉得动态绑定的实质就是绑定具体类的Vptr，从而实现多态举这样一个例子：

A是基类，B是派生类，代码如下：

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>

using namespace std;

class A{
public:
    A() :i(10) {}
    virtual void f() { cout << "A::f()" << i << endl; }
private:
    int i;
};

class B :public A{
public:
    B() :j(5) {}
    virtual void f() { cout << "B::f()" << j << endl; }
private:
    int  j;
};
int main()
{
    A a;
    B b;

    a = b;
    a.f();

    //while (1);
    return 0;
}

结果显然会打印基类的f函数，因为这里根本不涉及指针的操作，对象a的Vptr没有发生变化，验证一下：

rusult

我们这样修改一下：

int main()
{
    A a;
    B b;
    A* p = &a;

    int* x = (int *)&a;
    int* y = (int *)&b;

    *x = *y;

    p->f();

    //while (1);
    return 0;
}

我们将指向a的指针指向的地址改为指向b的指针指向的地址，运行之后发现：

result

这里其实就发生了Vptr的赋值，a的Vptr被赋值了b的Vptr，所以调用a的 f 函数，实际上调用了子类的f函数，那后面的那个数字是什么缘故，因为子类的 f 函数中需要打印 j ，但父类并不知道 j 的值，所以这个数字是其他内存的值。当然这种做法显然是不可取且危险的!

这一节课看了两三遍，现在觉得翁恺老师讲得真的好！！！