十七、多态（二）

1. 多态的实现原理

1.1虚函数表和vptr指针

• 当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表；
• 虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构；
• 虚函数表是由编译器自动生成与维护的；
• virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中；
• 存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数表的指针(vptr指针)。

class Parent
{
public:
    virtual void func(int a,int b){
     cout<<"Parent:func(int a,int b)..."<func(10,20);//此时发生了多态，这里调了Child::print();

  //编译器会通过p指针，找到p指针所指向内存块的vptr指针，根据vptr指针再去匹配的函数

 p->func(10,20,30);//这里调用父类的！//静态联编
p->func(20,30);//动态联编

  return 0;
}

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1.2说明

• 通过虚函数表指针VPTR调用重写函数是在程序运行时进行的，因此需要通过寻址操作才能确定真正应该调用的函数。而普通成员函数是在编译时就确定了调用的函数。在效率上，虚函数的效率要低很多。
• 出于效率考虑，没有必要将所有成员函数都声明为虚函数
• C++编译器，执行run函数，不需要区分是子类对象还是父类对象,而是直接通过p的VPTR指针所指向的对象函数执行即可。

2.证明vptr指针的存在

class Parent
{
public:
   void func(int a,int b){
       cout<<"Parent func()....."<

2.1vptr指针的分步初始化(面试题)

//本例只做示范，不要在构造函数中调用成员函数
class Parent
{
public:
   Parent(int a){
        cout<<"Parent(int a)...."<a = a;
        print();//这个print打印的是Parent还是Child的？
      //是父类的print()
    }

   //虚函数
   virtual void print(){
        cout<<"Parent::print()..."<b = b;
          print();//vptr转移指向子类的虚函数表，所以是调用子类的print
     }

    //重写了父类的虚函数 
    virtual void print(){
      cout<<"Child::print()..."<print();//此时发生多态

  delete p;
  return 0;
}

2.2父类指针和子类指针的步长

class Parent
{
public:
   Parent(int a){
      this->a =a;
    }
   virtual void print(){
      cout<<"Parent::print().."<print();//Child
  pp->print();//Child 发生多态！

  cout<<"......................................."<print();//Child
  pp->print();//Child
//cp和pp步长只是恰巧相等！！sizeof(Class)刚好等于sizeof(Parent)而已！
//加个私有变量就不同了！
  int i;
  for(i = 0,pp = &array[0];i<3;i++,pp++){
   pp->print();

  }



  return 0;
}

3.有关多态的理解

多态的实现效果
多态：同样的调用语句有多种不同的表现形态；

多态实现的三个条件
有继承、有virtual重写、有父类指针（引用）指向子类对象。

多态的C++实现
virtual关键字，告诉编译器这个函数要支持多态；不是根据指针类型判断如何调用；而是要根据指针所指向的实际对象类型来判断如何调用

多态的理论基础
动态联编PK静态联编。根据实际的对象类型来判断重写函数的调用。

多态的重要意义
设计模式的基础是框架的基石。

多态的原理探究
虚函数表和vptr指针。