這篇文章主要介紹了C++ 多態的實現及原理，本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細，具有一定的參考借鑑價值,需要的朋友可以參考下
C++的多態性用一句話概括就是：在基類的函數前加上virtual關鍵字，在派生類中重寫該函數，運行時將會根據對象的實際類型來調用相應的函數。如果對象類型是派生類，就調用派生類的函數；如果對象類型是基類，就調用基類的函數
1：用virtual關鍵字申明的函數叫做虛函數，虛函數肯定是類的成員函數。
2：存在虛函數的類都有一個一維的虛函數表叫做虛表，類的對象有一個指向虛表開始的虛指針。虛表是和類對應的，虛表指針是和對象對應的。
3：多態性是一個接口多種實現，是面向對象的核心，分爲類的多態性和函數的多態性。
4：多態用虛函數來實現，結合動態綁定.
5:純虛函數是虛函數再加上 = 0；
6：抽象類是指包括至少一個純虛函數的類。
純虛函數:virtual void fun()=0;即抽象類！必須在子類實現這個函數，即先有名稱，沒有內容，在派生類實現內容。
下面看下c++語言虛函數實現多態的原理
自上一個帖子之間跳過了一篇總結性的帖子，之後再發，今天主要研究了c++語言當中虛函數對多態的實現，感嘆於c++設計者的精妙絕倫
c++中虛函數表的作用主要是實現了多態的機制。首先先解釋一下多態的概念，多態是c++的特點之一，關於多態，簡而言之就是 用父類的指針指向其子類的實例，然後通過父類的指針調用實際子類的成員函數，這種方法呢，可以讓父類的指針具有多種形態，也就是說不需要改動很多的代碼就可以讓父類這一種指針，幹一些很多子類指針的事情，這裏是從虛函數的實現機制層面進行研究
在寫這篇帖子之前對於相關的文章進行了查閱，基本上是大段的文字，所以我的這一篇可能會用大量的圖形進行贅述（如果理解有誤的地方，煩請大佬能夠指出），接下來就言歸正傳：
首先介紹一下爲什麼會引進多態呢，基於c++的複用性和拓展性而言，同類的程序模塊進行大量重複，是一件無法容忍的事情，比如我設置了蘋果，香蕉，西瓜類，現在想把這些東西都裝到碗這個函數裏，那麼在主函數當中，聲明對象是必須的，但是每一次裝進碗裏對於水果來說，都要用自己的指針調用一次裝的功能，那爲什麼不把這些類抽象成一個水果類呢，直接定義一個水果類的指針一次性調用所有水果裝的功能呢，這個就是利用父類指針去調用子類成員，但是這個思想受到了指針指向類型的限制，也就是說表面指針指向了子類成員，但實際上還是隻能調用子類成員裏的父類成員，這樣的思想就變的毫無意義了，如果想要解決這個問題，只要在父類前加上virtual就可以解決了，這裏就是利用虛函數實現多態的實例。
首先還是作爲舉例來兩個類，在之前基礎知識的帖子中提到過，空類的大小是一個字節（佔位符），函數，靜態變量都在編譯期就形成了，不用類去分配空間，但是做一個小實驗，看一看在定義了虛函數之後，類的大小是多少呢
#include<iostream>
using namespace std;
class CFather
{
public:
virtual void AA() //虛函數標識符
{
cout << "CFather :: AA()" << endl;
}
void BB()
{
cout << "CFather :: BB()" << endl;
}
};
class CSon : public CFather
{
public:
void AA()
{
cout << "CSon :: AA()" << endl;
}
void BB()
{
cout << "CSon :: BB()" << endl;
}
};
int main()
{
cout << sizeof(CFather) << endl; //測試加了虛函數的類
system("pause");
return 0;
}
很明顯類裏裝了一個 4個字節的東西，除了整形int，就是指針了，沒錯這裏裝的就是函數指針
先把這個代碼，給抽象成圖形進行理解，在這CFather爲A，CSon爲B
此時就是一個單純的繼承的情況，不存在虛函數，然後我new一個對象，A *p = new A；那麼 p -> AA(),必然是指向A類中的AA()函數，那麼函數的調用有兩種方式 一種函數名加（）直接調用，一種是利用函數指針進行調用，在這裏我想要調用子類的，就可以利用函數指針進行調用，假設出來兩個函數指針，來指向B類中的兩個成員函數，如果我父類想要調用子類成員，就可以通過 p指針去調用函數指針，再通過函數指針去調用成員函數
，
每一個函數都可以用一個函數指針去指着，那麼每一類中的函數指針都可以形成自己的一個表，這個就叫做虛函數表
那麼在創建對象後，爲什麼類中會有四個字節的內存空間呢？
在C++的標準規格說明書中說到，編譯器必需要保證虛函數表的指針存在於對象中最前面的位置（這是爲了保證正確取到虛函數的偏移量）。這意味着我們通過對象實例的地址得到這張虛函數表，然後就可以遍歷其中函數指針，並調用相應的函數。也就是說這四個字節的指針，代替了上圖中（p->*pfn）（）的作用，指向了函數指針，也就是說，在使用了虛函數的父類成員函數，雖然寫的還是p->AA(),實際上卻是，(p->*(vfptr[0])),而指向哪個虛函數表就由，創建的對象來決定
至此，就能理解如何用虛函數這個機制來實現多態的了
下面，我將分別說明“無覆蓋”和“有覆蓋”時的虛函數表的樣子。沒有覆蓋父類的虛函數是毫無意義的。我之所以要講述沒有覆蓋的情況，主要目的是爲了給一個對比。在比較之下，我們可以更加清楚地知道其內部的具體實現。
無虛數覆蓋
下面，再讓我們來看看繼承時的虛函數表是什麼樣的。假設有如下所示的一個繼承關係：
請注意，在這個繼承關係中，子類沒有重載任何父類的函數。那麼，在派生類的實例中，Derive d; 的虛函表：
我們可以看到下面幾點：
1）虛函數按照其聲明順序放於表中。
2）父類的虛函數在子類的虛函數前面。
有虛數覆蓋
覆蓋父類的虛函數是很顯然的事情，不然，虛函數就變得毫無意義。下面，我們來看一下，如果子類中有虛函數重載了父類的虛函數，會是一個什麼樣子？假設，我們有下面這樣的一個繼承關係。
爲了讓大家看到被繼承過後的效果，在這個類的設計中，我只覆蓋了父類的一個函數：f()。那麼，對於派生類的實例，其虛函數表會是下面的一個樣子：
我們從表中可以看到下面幾點，
1）覆蓋的f()函數被放到了虛表中原來父類虛函數的位置。
2）沒有被覆蓋的函數依舊。
這樣，我們就可以看到對於下面這樣的程序，
Base *b = new Derive();
b->f();
由b所指的內存中的虛函數表的f()的位置已經被Derive::f()函數地址所取代，於是在實際調用發生時，是Derive::f()被調用了。這就實現了多態。
總結
以上所述是小編給大家介紹的c++語言虛函數實現多態的原理,希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回覆大家的。在此也非常感謝大家對神馬文庫網站的支持！
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