C++多态的一些记录

俩概念

首先记住俩概念，地址的早绑定和晚绑定

• 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
• 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

（我的理解：多态是基于继承的，一种动态的调用函数的方式）
（加了virtual的函数是虚函数，虚函数在编译阶段不能够确定他的调用的，或者说就是编译阶段地址没有绑定？）

例子

#include 
using namespace std;

class Animal
{
public:
	void speak()
	{
		cout << "动物在说话" << endl;
	}

	//virtual void speak()
	//{
	//	cout << "动物在说话" << endl;
	//}
};

class Cat :public Animal
{
public:
	void speak()
	{
		cout << "小猫在说话" << endl;
	}
};

class Dog :public Animal
{
public:

	void speak()
	{
		cout << "小狗在说话" << endl;
	}

};
void DoSpeak(Animal& animal)
{
	animal.speak();
}
void test01()
{
	Cat cat;
	DoSpeak(cat);
	cat.speak();
	cat.Animal::speak();


	cout << "--------------" << endl;
	Dog dog;
	DoSpeak(dog);
	cout << "--------------" << endl;
	Animal s;
	DoSpeak(s);

	cout << sizeof(s) << endl; //空类的大小是1
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

在这里，还没有使用到多态，就是正常的继承的思想。

然后把父类的animal的speak函数加上virtual变成虚函数
函数前面加上virtual关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了

多态要满足

如何实现

那么这种多态是怎么实现的

首先可以看一下类的所占的字节数。
空类所占字节数为1.（如果你有成员变量占得字节数就不一样了）
在C++里，类内的成员变量和成员函数是分开储存的。


当把类中的speak改为虚函数时
我的电脑是64位操作系统，所以指针是8个字节。
关于指针的大小https://blog.csdn.net/weixin_45990850/article/details/125831300

（所以说多态本质上应该还是指针的一种调用）

在Animal类里

这里的指针是vfptr，vfptr：虚函数（表）指针
v - virtual
f - function
ptr - pointer

vfptr会指向一个vftable（虚函数表）
表内部会记录一个虚函数地址（在这里我设置成speak是虚函数，也就是说这个表里记录了speak的地址 &Animal::speakVirtual）

当Animal被cat继承，Animal的虚函数被重写，cat的虚函数表的内容会变成**&cat::speakVirtual**

void DoSpeak(Animal& animal)
{
	animal.speak();
}

Cat cat;
DoSpeak(cat);

------------等同于----------------
Animal &animal = cat;
amimal.speak();

多态下，就是说我给cat，我就在cat里的虚函数表找地址，给dog就在dog的虚函数表里找。

以下是视频里的截图
关于打开vscode的个工具
https://learn.microsoft.com/zh-cn/visualstudio/ide/reference/command-prompt-powershell?view=vs-2022
https://blog.csdn.net/weixin_45729624/article/details/116402717
Animal类里的speak是 virtual虚函数

子类cat继承但未发生重写时

子类继承且重写speak

纯虚函数和抽象类

大多数情况下，父类的函数都是一定会去重写的，父类里虚函数的实现就没意义。所以可以把父类里的虚函数改成纯虚函数。

virtual void func() = 0;

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象楼
注意：
抽象类无法实例化对象
子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则改子类也属于抽象类

几个黑马的例子

class Base
{
public:
	//纯虚函数
	//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
	//抽象类无法实例化对象
	//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
	virtual void func() = 0;
};

class Son :public Base
{
public:
	virtual void func() 
	{
		cout << "func调用" << endl;
	};
};

void test01()
{
	Base * base = NULL;
	//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
	base = new Son;
	base->func();
	delete base;//记得销毁
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

//抽象制作饮品
class AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() = 0;
	//冲泡
	virtual void Brew() = 0;
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() = 0;
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() = 0;
	//规定流程
	void MakeDrink() {
		Boil();
		Brew();
		PourInCup();
		PutSomething();
	}
};

//制作咖啡
class Coffee : public AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() {
		cout << "煮农夫山泉!" << endl;
	}
	//冲泡
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡咖啡!" << endl;
	}
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() {
		cout << "将咖啡倒入杯中!" << endl;
	}
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入牛奶!" << endl;
	}
};

//制作茶水
class Tea : public AbstractDrinking {
public:
	//烧水
	virtual void Boil() {
		cout << "煮自来水!" << endl;
	}
	//冲泡
	virtual void Brew() {
		cout << "冲泡茶叶!" << endl;
	}
	//倒入杯中
	virtual void PourInCup() {
		cout << "将茶水倒入杯中!" << endl;
	}
	//加入辅料
	virtual void PutSomething() {
		cout << "加入枸杞!" << endl;
	}
};

//业务函数
void DoWork(AbstractDrinking* drink) {
	drink->MakeDrink();
	delete drink;
}

void test01() {
	DoWork(new Coffee);
	cout << "--------------" << endl;
	DoWork(new Tea);
}


int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

虚析构和纯虚析构

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码

#include 
using namespace std;

class Animal {
public:

	Animal()
	{
		cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
	}
	virtual void Speak() = 0;

	~Animal()
	{
		cout << "Animal 析构函数调用！" << endl;
	 }
};


class Cat : public Animal {

public:
	string* m_Name;

public:
	Cat(string name)
	{
		cout << "Cat构造函数调用！" << endl;
		m_Name = new string(name);
	}
	virtual void Speak()
	{
		cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;
	}
	~Cat()
	{
		cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
		if (this->m_Name != NULL) {
			delete m_Name;
			m_Name = NULL;
		}
	}
};

void test01()
{
	Animal* animal = new Cat("Tom");
	animal->Speak();
	delete animal;
}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

要解决那样的情况，就可以把父类的析构函数改为虚析构或者纯虚析构

虚析构

纯虚析构