c++仿写多态

文章目录

• 一.多态的原理
• • 1.什么是多态
  • • 1.1多态的概念
    • 2.1动态多态和静态多态
  • 2.动态多态实现的具体过程
  • • 2.1多态的条件
    • 2.2重写
    • 2.3虚函数
    • 2.4动态多态实现过程
• 二.仿写多态
• • 1.类成员函数指针
  • • 1.1函数调用的两种方式
    • 1.2函数指针的好处
  • 2.代码实现及思路
  • • 2.1父类指针指向子类对象
    • 2.2子类对象函数地址覆盖父类对象函数地址
    • 2.3成功仿写动态多态的实现

一.多态的原理 1.什么是多态 1.1多态的概念

在仿写多态之前我们必须先简单了解一下多态是什么？
多态就是相同的行为方式导致了不同的行为结果，即产生了多种形态，即多态

2.1动态多态和静态多态

多态分为静态多态和动态多态

静态多态是编译期的概念，是通过函数重载，模板方法来实现的

动态多态是运行期的概念，是通过继承和虚函数实现的

2.动态多态实现的具体过程 2.1多态的条件

1.必须存在继承关系

2.父类指针指向子类对象，且用这个父类指针调用了虚函数

3.父类中存在虚函数，且继承该父类的子类重写了父类的虚函数

2.2重写

在继承的条件下，子类定义了和父类中某个虚函数一模一样的虚函数（函数名，函数参数列表（参数个数，参数类型），返回值）我们就称之为重写

2.3虚函数

虚函数是实现多态必不可少的条件之一

当一个类中存在虚函数时，定义类的对象的内存空间首地址会多出一块内存（4个字节）在存放虚函数指针（vfptr），这个虚函数指针是一个二级指针（void），这个虚函数指针指向了一个数组，这个数组我们称之为虚函数列表（vftable），虚函数指针是属于对象的，只有在定义对象时才会存在，虚函数指针是属于类的，编译期就存在了，但是必须通过对象才能调

2.4动态多态实现过程

动态多态的具体实现过程
1)父类要有虚函数，父类就有一个虚函数表
2)子类继承父类，子类就有一个虚函数表,
子类重写虚函数,就会覆盖虚函数表里面虚函数地址
3)定义子类对象,子类对象的前4个字节就会有一个虚指针，虚指针指向虚函数表,父类指针指向子类对象
4)父类指针调用虚函数，就会根据子类对象的前四个字节,得到虚指针,进而得到虚函数表的入口地址,通过遍历虚函数表,
找到对应的虚函数并调用,从而完成多态.

二.仿写多态 1.类成员函数指针 1.1函数调用的两种方式

调用函数的两种方式：通过函数名直接调用、通过函数指针间接调用

1.2函数指针的好处

通过函数指针调用的好处：函数指针可以将实现同一功能的多个模块统一起来标识，使系统结构更加清晰，后期更容易维护，提高代码的复用性，降低耦合度

2.代码实现及思路

最终目的：父类指针指向子类对象，子类的函数地址覆盖父类函数地址，当调用父类函数时，实现的是子类的功能

2.1父类指针指向子类对象

父类指针指向子类对象调用的是父类的功能

#include
using namespace std;

class CFather
{
public:
	void show()
	{
		cout << "父类的show方法" << endl;
	}
};
class CSon :public CFather
{
public:
	void show()
	{
		cout << "子类的show方法" << endl;
	}
};

int main()
{
	CFather* pFa = new CSon;//父类指针指向子类对象
	pFa->show();

	return 0;
}

运行结果（请忽略自带的水印）：

2.2子类对象函数地址覆盖父类对象函数地址

上面说过调用函数有两种方式，分别是通过函数名直接调用、通过函数指针间接调用
这里我们选择第二种，函数指针调用的方式

void (CFather:: * p_fun)() = (void (CFather::*)()) & CSon::show;//子类函数地址覆盖了父类函数的地址

2.3成功仿写动态多态的实现

#include
using namespace std;

class CFather
{
public:
	void show()
	{
		cout << "父类的show方法" << endl;
	}
};
class CSon :public CFather
{
public:
	void show()
	{
		cout << "子类的show方法" << endl;
	}
};

int main()
{
	CFather* pFa = new CSon;//父类指针指向子类对象
	//pFa->show();
	void (CFather:: * p_fun)() = (void (CFather::*)()) & CSon::show;//子类函数地址覆盖了父类函数的地址
	(pFa->*p_fun)();//通过函数指针的方式调用show函数，
	                //但是父类的show函数地址已经被子类的show函数地址覆盖，从而调用了子类的show函数，从而实现了多态

	return 0;
}

运行结果（请忽略自带的水印）：