C++ 之多态（一）

什么是虚函数

• 在类的定义中，前面有 virtual 关键字的成员函数称为虚函数；
• virtual 关键字只用在类定义里的函数声明中，写函数体时不用。

class Base 
{
    virtual int Fun() ; // 虚函数
};

int Base::Fun() // virtual 字段不用在函数体时定义
{ }

多态实现一

• 「派生类的指针」可以赋给「基类指针」；
• 通过基类指针调用基类和派生类中的同名「虚函数」时:

1. 若该指针指向一个基类的对象，那么被调用是 基类的虚函数；
2. 若该指针指向一个派生类的对象，那么被调用 的是派生类的虚函数。

这种机制就叫做“多态”，说白点就是调用哪个虚函数，取决于指针对象指向哪种类型的对象。

// 基类
class CFather 
{
public:
    virtual void Fun() { } // 虚函数
};

// 派生类
class CSon : public CFather 
{ 
public :
    virtual void Fun() { }
};

int main() 
{
    CSon son;
    CFather *p = &son;
    p->Fun(); //调用哪个虚函数取决于 p 指向哪种类型的对象
    return 0;
}

多态实现二

• 派生类的对象可以赋给基类「引用」
• 通过基类引用调用基类和派生类中的同名「虚函数」时:

1. 若该引用引用的是一个基类的对象，那么被调 用是基类的虚函数；
2. 若该引用引用的是一个派生类的对象，那么被 调用的是派生类的虚函数。

这种机制也叫做“多态”，说白点就是调用哪个虚函数，取决于引用的对象是哪种类型的对象。

// 基类
class CFather 
{
public:
    virtual void Fun() { } // 虚函数
};

// 派生类
class CSon : public CFather 
{ 
public :
    virtual void Fun() { }
};

int main() 
{
    CSon son;
    CFather &r = son;
    r.Fun(); //调用哪个虚函数取决于 r 引用哪种类型的对象
    return 0;
}
}

 示例一

class A 
{
public :
    virtual void Print() { cout << "A::Print"<

int main() 
{
    A a; B b; E e; D d;
    
    A * pa = &a; 
    B * pb = &b;
    D * pd = &d; 
    E * pe = &e;
    
    pa->Print();  // a.Print()被调用，输出：A::Print
    
    pa = pb;
    pa -> Print(); // b.Print()被调用，输出：B::Print
    
    pa = pd;
    pa -> Print(); // d.Print()被调用，输出：D::Print
    
    pa = pe;
    pa -> Print(); // e.Print()被调用，输出：E::Print
    
    return 0;
}

示例二

class Base 
{
public:
    void fun1() 
    { 
        fun2(); 
    }
    
    virtual void fun2()  // 虚函数
    { 
        cout << "Base::fun2()" << endl; 
    }
};

class Derived : public Base 
{
public:
    virtual void fun2()  // 虚函数
    { 
        cout << "Derived:fun2()" << endl; 
    }
};

int main() 
{
    Derived d;
    Base * pBase = & d;
    pBase->fun1();
    return 0;
}

代码修改

class Base 
{
public:
    void fun1() 
    { 
        this->fun2();  // this是基类指针，fun2是虚函数，所以是多态
    }
}

总结 

这里代码迷惑人之处在于Derived 有Base的fun1接口，调用了fun1，不像平常的调用重写的虚方法。

this 指针的作用就是指向成员函数所作用的对象， 所以非静态成员函数中可以直接使用 this 来代表指向该函数作用的对象的指针。

pBase 指针对象指向的是派生类对象，派生类里没有 fun1 成员函数，所以就会调用基类的 fun1 成员函数，在Base::fun1() 成员函数体里执行 this->fun2() 时，实际上指向的是派生类对象的 fun2 成员函数。

因此，在非构造函数，非析构函数的成员函数中调用「虚函数」，就是多态实现!!!

另外，在构造函数和析构函数中调用「虚函数」，不是多态。编译时即可确定，调用的函数是自己的类或基类中定义的函数，不会等到运行时才决定调用自己的还是派生类的函数。