c++多态性及多态的内部实现(翁恺c++公开课[23-24])

多态是在父类函数的前面加上 “virtual” 关键字，使子类与父类同名的函数产生一种联系；

多态会用到两个特性：向上造型、动态绑定

向上造型是指：拿一个子类对象当作父类来看待，比如下边代码中的子类Ellipse对象ell当作父类Shape对象来看待；

动态绑定：当我要调用一个函数的时候，运行的时候才知道要调用哪个函数，编译的时候是不确定的；

class Shape
{
public:
    Shape();
    virtual ~Shape();  //析构为什么会有虚函数
    virtual void render();
    void move(const XYPos&);
    virtual void resize();
protected:
    XYPos center;
};

class Ellipse : public Shape
{
public:
    Ellipse(float maj, float minr);
    virtual void render();     //will define own
protected:
    float major_axis,minor_axis; 
};

class Circle : public Ellipse
{
public:
    Circle(float radius) : Ellipse(radius, radius) {}
    virtual void render();
};

...
void render(Shape* p)
{
    p->render();        //这里会根据传进来的形参类型，来决定调用哪个类的render函数
}
void func()
{
    Ellipse ell(10, 20);
    ell.render();
    Circle circ(40);
    circle.render();
    render(&ell);        // 这里是调用的Ellipse的render函数
    render(&circ);      //这里是调用了Circle的render函数
}

virtual写在函数前面的作用：如果使用指针或引用调用此函数时，只有在编译的时候才知道选哪个类的render函数去调用，我们这里说void render(Shape *p)中的p指针时多态指针，p的形态是不定可能是基类也可能是某一个子类。

多态的实现：

所有的有virtual的类的对象最头上都会又一个叫vptr的指针指向一个虚函数表（vtable）；

这张vtable虚表里的内容是什么呢，是类的所有的有virtual的函数的地址，这张表属于这个类，而不是类的每个对象，这就是说所有对象的vptr的值都是一样的，指向同一个地址；

下面两个图是内存模型：在每个类的虚函数表中发生继承的virtual函数会被替换成自己的，结合上边的代码render(&ell)；此时ell->render()时，ell指针的地址+2就是要调用的函数的地址了，所以说，虚函数的实现并不是去判断这个指针是什么类型，这样做的好处就是大大的提升效率。

下面看一些面试官比较喜欢考的题，这种题往往会各种赋值，以达到把你绕晕的效果，这里我们只要记住它的本质就好，顺着本质去捋，再怎么绕也能轻松解开。

考点

多态的本质就是vtable（虚函数表），采用指针+n的方式调用虚函数
只有通过指针或引用的方式才能去调用，通过对象点的方式是不会触发多态机制的