c++中多态及其实现原理

1、多态的实现效果

  

2、多态实现的三个条件

有继承、有虚函数（virtual）重写、有父类指针（引用）指向子类对象。

3、多态的C++实现

在基类中使用virtual定义虚函数，告诉编译器这个函数要支持多态；而不是根据指针类型判断如何调用；而是要根据引用或指针所绑定的对象的真实类型。
一旦某个函数被声明为虚函数，则在所有派生类中它都是虚函数（不管有没有virtual）。

4、C++编译器是怎样实现多态的

当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表；虚函数表是一个储存类成员函数指针的数据结构；virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中。
存在虚函数时，在创建的每个对象中都有一个指向虚函数表的指针（vptr指针）

例如：

class Parent

{public:
virtual void print()  //1 动手脚  写virtual关键字 会特殊处理 //虚函数表
{
cout<<"我是爹"<<endl;
}};

class Child : public Parent
{public:
virtual void print()
{
cout<<"我是儿子"<<endl;
}};

void HowToPlay(Parent *base)

{
base->print(); //有多态发生  //2 动手脚  
//效果:传来子类对 执行子类的print函数 传来父类对执行父类的print函数 
//C++编译器根本不需要区分是子类对象 还是父类对象
//父类对象和子类对象分别有vptr指针 , ==>虚函数表===>函数的入口地址
//迟绑定 (运行时的时候,c++编译器才去判断)

}

void main()
{
Parent p1; //3 动手脚 提前布局  
//用类定义对象的时候 C++编译器会在对象中添加一个vptr指针 
Child c1; //子类里面也有一个vptr指针

HowToPlay(&p1);
HowToPlay(&c1);
return;
}

说明：
1）通过虚函数表指针VPTR调用重写函数是在程序运行时进行的，因此需要通过寻址操作才能确定真正应该调用的函数。而普通成员函数是在编译时就确定了调用的函数。在效率上，虚函数的效率要低很多。
2）出于效率考虑，没有必要将所有成员函数都声明为虚函数。
3）C++编译器，执行HowToPrint函数，不需要区分是子类对象还是父类对象