C++中多态,虚函数,动态联编与静态联编, 函数重载与重写

多态( 静态多态 和 动态多态)

(个人理解)多态与联编的区别:

多态指的是一个结果, 一个最终的状态, 指一个东西实现了通过多种形态表现出来了; 联编指的是用于实现和达到多态的一种方式方法.

多态:通过多种形态表现出来. 在编程中指的是通过子类创建对象的不同,可以调用不同的子类函数, 即父类有多种表现形式, 即一个函数名称有多个接口, 对象不同, 产生的形态不同, 令函数的接口更通用化, 提高了复用性
种类:如函数重载: 通过令传入函数的参数列表中的 参数个数不同, 类型不同, 顺序不同 使得函数名有多种形态来表现

静态多态(地址早绑定):

如函数重载和运算符重载, 复用函数名

动态多态(地址晚绑定):

意义: 派生类(子类)和虚函数共同实现运行时的多态
满足的条件:

1. 有继承关系存在
2. 在子类中要重写父类的虚函数( 父类中必须在成员函数名前 加 virtual, 子类中 重写成员函数前 的virtual可省略)

使用方法:
父类的指针或者引用 指向子类的对象
如下例1中的Animal & animal = cat (引用) 或 Animal * animal = new Cat; (指针)
例1:

void doSpeak( Animal &animal) //Animal & animal = cat
{
	animal.speak();
}
void test01()
{
	Cat cat;  //Animal为父类,Cat继承于父类的子类
	doSpeak(cat);
}

函数的重写与重载:

函数重载: 函数名相同, 但参数列表不同( 参数数量, 参数类型, 参数顺序)
函数重写:函数返回值类型, 函数名 , 参数列表 完全一致, 即按照之前的函数完全复制又写了一份函数

虚函数

作用: 使得程序在编译阶段不能确定函数调用了, 只能在运行时根据传入的对象类型不同, 来确定具体调用那个函数
实现方法:基类的成员函数前加 关键字 virtual

联编(多态的实现方式方法, 体会后与多态类似)

动态联编与静态联编（静态多态与动态多态区别）

静态多态 的函数地址早绑定 - 编译阶段确定了函数的地址
动态多态 的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定了函数的地址

总结: 编译器对非虚函数使用静态联编, 对虚函数使用动态联编

当类中只有一个非静态成员函数(没有虚函数)时, 该类所占内存空间为1个字节(相当于一个空类, 而且类内的成员变量和成员函数是分开存储的)
当类中只有一个虚函数时, 该类所占的内存空间为4个字节(有了一个虚函数指针)
虚函数(表)指针: vfptr ( virtual function pointer)
虚函数表: vftable ( virtual function table)
虚函数表中存储了虚函数的入口地址(如下图中&Animal::speak), 虚函数指针指向虚函数表
1.当子类继承父类时, 当然会把父类中的指针也拿过来, 此时如果子类不重写父类的虚函数,子类 虚函数表中存储父类虚函数的地址;
2.当子类重写父类的虚函数时, 子类的虚函数表中存储子类自己的虚函数的地址(覆盖掉子类vftable中原有的父类的vf地址, 但不会改变父类中的vf和vftable)如下图中 &Cat::speak;
此时当父类的指针或引用指向子类对象时,发生多态, 代码形如:
Animal &animal = cat; //指向cat对象, 调用cat说话; 如指向dog对象,则调用dog说话
animal.speak()
可参考下图:

多态的好处:

1.组织结构清晰 ( 都以子类的形式呈现, 不需要将各个功能紧凑的写在某一个区域)
2.可读性强
3.对于前期和后期扩展及维护性高(出错时只需针对出现问题的类进行调试, 后期增添功能时只需继续继承基类并重写虚函数实现新的功能即可, 父类的虚函数可为空类或return 0等, 即纯虚函数)

纯虚函数及抽象(基)类

含义: 应用中用不到父类中的虚函数,相当于一个占位的作用
实现语法: virtual 返回值类型 函数名 (参数列表) = 0 ;

抽象类:

含义: 类中只要有一个纯虚函数, 该类称为抽象类
抽象(基)类特性:
1.无法实例化对象
2.子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
注: 重写时 将 =0 改为 {} 也可以
即virtual void func() = 0; = > virtual void func() {};

一眼能读懂别人的代码, 不是说你的能力强, 是写代码的人能力强!