C++多态实现机制

C++的多态是由虚函数来实现的，但虚函数的工作原理究竟是什么呢？

1. 虚函数的工作原理

       通常，编译器处理虚函数的方法是:：给每个对象添加一个隐藏成员。隐藏成员中保存了一个指向函数地址数组的指针，这个数组就是虚函数表。虚函数表中存储了为类对象进行声明的虚函数的地址。

       例如，基类对象包含一个指针，该指针指向基类所有虚函数的地址表。派生类对象将包含指向独立地址表的指针。如果派生类提供了虚函数的新定义，该虚函数表将保存新函数的地址；如果派生类没有重新定义虚函数，该虚函数表将保存函数原始版本的地址。如果派生类定义了新的虚函数，则该函数的地址也将被添加到虚函数表中。无论类中包含的虚函数是1个还是5个，都只要在对象中添加一个地址成员，只是表的大小不同而已。如下图所示：(代码构造函数省略)

//基类
class A
{
private:
int x;
public:
virtual void f1();
virtual void f2();
};
//派生类
class B:public A
{
private:
int y;
public:
void f2();        //重定义
virtual void f3(); //新的虚函数
};

2. 指针和引用实现多态

//基类
class Father
{
public:
virtual void say()
{
cout << "Father say hello" << endl;
}
};
//派生类
class Son:public Father
{
public:
void say()
{
cout << "Son say hello" << endl;
}
};

int main()
{
Son son;
//基类指针指向派生类对象
Father *pFather1 = &son;
//基类引用指向派生类对象
Father &pFather2 = son;
//基类指向派生类
Father pFather3 = son;

pFather1->say();
pFather2.say();
pFather3.say();
}

上面程序输出结果如下:



由此可得下面结论:

       将基类指针或引用指向派生类对象可实现多态,而直接将派生类对象赋值给基类对象无法实现多态。