多態(tài)的概念

什么是多態(tài)
? 多態(tài)就是在不同繼承關(guān)系的類對(duì)象，去調(diào)用同一函數(shù)，產(chǎn)生了不同的行為。

實(shí)現(xiàn)多態(tài)的條件

動(dòng)態(tài)綁定多態(tài)（在運(yùn)行時(shí)才知道函數(shù)的地址）：

調(diào)用函數(shù)的對(duì)象是指針或引用。
被調(diào)用函數(shù)必須是虛函數(shù)，并且完成了虛函數(shù)的重寫。

靜態(tài)綁定多態(tài)（在編譯時(shí)確定函數(shù)的地址）：

函數(shù)重載

多態(tài)的作用

??封裝是為了代碼模塊化，繼承是擴(kuò)展已存在的代碼，他們的目的都是為了 實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用，但是多態(tài)的目的是為了實(shí)現(xiàn)接口的重用，也就是多不管傳遞過來的是哪個(gè)類對(duì)象，函數(shù)都能狗狗通過這個(gè)接口調(diào)用到適應(yīng)自己對(duì)象的實(shí)現(xiàn)方法。
??虛函數(shù)重寫：子類重寫父類的函數(shù)（協(xié)變：子類中的返回值和父類中的返回值是父子關(guān)系，并且是引用或指針）。如果只在父類中添加virtual關(guān)鍵字，子類中的重寫函數(shù)也會(huì)稱為虛函數(shù)，童謠可以構(gòu)成多態(tài)，否則為重定義。

函數(shù)重載、重定義、重寫的區(qū)別：

函數(shù)的重載：在相同的作用域中，兩個(gè)函數(shù)的參數(shù)不同，函數(shù)名相同，構(gòu)成函數(shù)重載。

函數(shù)重定義：子類中有父類的同名函數(shù)，繼承自父類的函數(shù)被隱藏，子類調(diào)用重寫后的。

函數(shù)的重寫：子類與父類的虛函數(shù)函數(shù)名、參數(shù)、返回值相同的函數(shù)，構(gòu)成函數(shù)重寫。

虛函數(shù)和純虛函數(shù)

??虛函數(shù)就是在類的成員函數(shù)錢錢添加了virtual關(guān)鍵字。主要是為了實(shí)現(xiàn)多態(tài)，通過一張?zhí)摵瘮?shù)表來實(shí)現(xiàn)。它允許子類重寫來自父類的成員函數(shù)。
??純虛函數(shù)就是在基類中只對(duì)對(duì)應(yīng)的虛函數(shù)進(jìn)行聲明，在最后加=0，定義純虛函數(shù)的類是一個(gè)抽象類，抽象類不能被實(shí)例化，它體現(xiàn)的是接口繼承，子類只是繼承了這個(gè)接口的形式，不需要使用他里面的功能，要實(shí)現(xiàn)自己的功能。在子類中必須實(shí)現(xiàn)父類的純虛函數(shù)，如果不實(shí)現(xiàn)父類的純虛函數(shù)，這個(gè)子類也是一個(gè)抽象類，同樣不能區(qū)實(shí)例化對(duì)象。
??那么什么是抽象類呢？抽象類就是包含純虛函數(shù)的類，這個(gè)類不能被實(shí)例化，因?yàn)轭惗x的不完整，成員函數(shù)都沒有實(shí)現(xiàn)，這種類只是為了接口繼承的實(shí)現(xiàn)，繼承他的子類并不想去用它，子類要實(shí)現(xiàn)自己的功能。
??無論是虛函數(shù)還是純虛函數(shù)，都是在基類中為派生類提供編程接口，面向?qū)ο笞詈诵牡乃枷刖褪菍?duì)接口編程，而不是對(duì)實(shí)現(xiàn)編程，在C++中，就是使用繼承和多態(tài)來事項(xiàng)這種思想。如果想讓基類為派生類提供缺省的處理方法，那么就將這個(gè)函數(shù)設(shè)為虛函數(shù)，如果是想讓派生類必須重寫該虛函數(shù)，就將這個(gè)函數(shù)設(shè)為純虛函數(shù)。

1、虛函數(shù)和純虛函數(shù)可以定義在同一個(gè)類中，一旦某個(gè)類包含了純虛函數(shù)，這個(gè)類就是一個(gè)抽象類。
2、虛函數(shù)可以直接被使用，但是純虛函數(shù)必須要在派生類中實(shí)現(xiàn)之后才可以使用，一i那位純虛函數(shù)在積累中只聲明沒有定義，所以無法直接使用。
3、虛函數(shù)和純虛函數(shù)都可以在子了中被重寫，一墮胎的形式被調(diào)用。
4、虛函數(shù)和純虛函數(shù)都是為了實(shí)現(xiàn)接口繼承而出現(xiàn)。
5、虛函數(shù)的定義：virtual + 函數(shù)純虛函數(shù)定義：virtual + 函數(shù) + =0；
6、虛函數(shù)和純虛函數(shù)都不能設(shè)為static，因?yàn)閟tatic在編譯的時(shí)候就要被綁定，但是虛函數(shù)和純虛函數(shù)實(shí)在運(yùn)行時(shí)在確定的。

虛函數(shù)表

??虛函數(shù)表是一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，在末尾存放的時(shí)一個(gè)空指針nullptr，在VS中存放在代碼段，在虛函數(shù)表中只存放虛函數(shù)執(zhí)政，他不存放普通函數(shù)的指針，將新創(chuàng)建的虛函數(shù)指針存放在虛函數(shù)表末尾。
??虛標(biāo)指針：存放在對(duì)象模型中，在32位機(jī)上，存放在對(duì)象模型的頭4個(gè)字節(jié)中。

單繼承中的虛表

??在單繼承中所有的虛函數(shù)都存放在虛表中，如果有被重寫的，直接將虛表中的虛函數(shù)指針換成重寫后的虛函數(shù)指針即可，如果在子類中的添加了新的虛函數(shù)，按照新的虛函數(shù)的聲明順序?qū)⑵涮砑拥教摫碇小Ｔ谔摫碇?#xff0c;先添加父類的虛函數(shù)指針，再添加子類的虛函數(shù)指針。

多繼承中的虛表

#include <iostream> using namespace std; class base1 { public:virtual void func1(){cout << "base1::func1" << endl;}virtual void func2(){cout << "base1::func2" << endl;} private:int b1; }; class base2 { public:virtual void func1(){cout << "base2::func1" << endl;}virtual void func2(){cout << "base2::func2" << endl;} private:int b2; }; class derive:public base1, public base2 { public:virtual void func1(){cout << "derive::func1" << endl;}virtual void func3(){cout << "derive::func3" << endl;} private:int d1; }; typedef void(*VFPTR)(); //函數(shù)指針 void printFunc(VFPTR* vftable) {cout << "虛表地址" << vftable << endl;for (int i = 0; (*vftable) != nullptr; ++i){cout << "第" << i << "個(gè)函數(shù)地址" << *vftable << "--->";(*vftable)();//調(diào)這個(gè)函數(shù)++vftable;//指針向后走，打印下一個(gè)函數(shù)地址} }int main() {derive d;//取虛標(biāo)地址的方法：//先取到d的地址，由于虛標(biāo)指針存放在對(duì)象的頭四個(gè)字節(jié)中，所以要將他轉(zhuǎn)為int*類型（int* 位四個(gè)字節(jié)），這樣就可以得到頭四個(gè)字節(jié)的內(nèi)容，對(duì)這個(gè)已經(jīng)得到的四個(gè)字節(jié)解引用就可以得到它的值，但現(xiàn)在他是整型的，我們要的是函數(shù)指針，所以要將他強(qiáng)轉(zhuǎn)位函數(shù)指針類型的指針就可以得到虛表的地址(VFPTR*)*((int*)&b);//如果要調(diào)用虛表中的第一個(gè)函數(shù)，對(duì)他向后偏移1個(gè)單位再解引用就可以調(diào)用虛表中的第一個(gè)函數(shù)(*(((VFPTR*)*((int*)&b))+1))();//打印第二個(gè)虛標(biāo)地址//方法一：//給出一個(gè)base2的指針，讓他存放d的地址，這時(shí)候就發(fā)生了一個(gè)天然的轉(zhuǎn)換，這個(gè)指針中存放的就是第二個(gè)虛表的地址base2* pd = &d;//方法二//讓第一個(gè)虛表的地址向后偏移base1的大小(VFPTR*)*((int*)((char*)&b+sizeof(base1)))return 0; }

接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承

??普通函數(shù)的繼承就是一種實(shí)現(xiàn)繼承，派生類繼承了基類函數(shù)，繼承的是函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。
??虛函數(shù)的繼承是接口繼承，派生類繼承的是基類函數(shù)的接口，目的是為了重寫，從而達(dá)成多態(tài)，繼承的是接口。如果不是為了實(shí)現(xiàn)多態(tài)，不要把函數(shù)設(shè)為虛函數(shù)。

—>常見面試題<—

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++多态讲解以及常见面试题的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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