10.1 问题引出
10.1.1 如果子类定义了与父类中原型相同的函数会发生什么？
-
函数重写
在子类中定义与父类中原型相同的函数，函数重写只发生在父类与子类之间 -
重载与重写区别：
（1）重载：同一个作用域；
子类无法重载父类函数，父类同名函数将被覆盖；
重载是在编译期间根据参数类型和个数决定；（2）重写：发生于父类、子类之间；
父类和子类函数有相同的函数原型；
使用virtual关键字声明后能够产生多态；
运行期间根据具体对象类型决定调用的函数。
示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class Parent
{
public:
void show()
{
cout << "this is parent" << endl;
}
};
class Child : public Parent
{
public:
void show()
{
cout << "this is Child" << endl;
}
};
int main()
{
Parent *p1 = new Child; //基类指针指向派生类对象
p1->show(); //静态联编：编译器根据p1的类型（Parent *）调用Parent里面的show函数
return 0;
}
运行结果：
问题在于：这里应该是要调用子类的show函数，怎么解决呢？
10.1.2 面向对象新需求
- 根据实际的对象类型来判断重写函数的调用
如果父类指针指向的是父类对象则调用父类中定义的函数
如果父类指针指向的是子类对象则调用子类中定义的重写函数
10.1.3 解决方案
- C++中通过virtual关键字对多态进行支持
- 使用virtual声明的函数被重写后即可展现多态特性
10.2 多态成立的三个条件
10.2.1 多态的的概念
直观点说，多态就是指相同的语句有不同的执行结果（多态：多种形态）
10.2.2 三个条件
（1）要有继承
（2）要有虚函数的重写
（3）用父类指针(父类引用)指向子类对象
示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class Parent
{
public:
virtual void show() //被virtual修饰的函数叫虚函数
{
cout << "this is parent" << endl;
}
};
class Child : public Parent //1、要有继承
{
public:
void show() //2、要有虚函数重写（发生在不同的作用域中，函数原型相同）
{
cout << "this is Child" << endl;
}
};
int main()
{
Child c;
Parent p;
p = c;
Parent *p1 = new Child; //3、基类指针指向派生类对象
p1->show(); //动态联编：运行的时候才能知道p1指向什么对象
delete p1;
p1 = new Parent; //基类指针指向基类对象
p1->show(); //相同的语句有不同的执行结果（多态：多种形态）
delete p1;
return 0;
}
运行结果：
10.3 静态联编和动态联编
- 1、联编是指一个程序模块、代码之间互相关联的过程。
- 2、静态联编（static binding），是程序的匹配、连接在编译阶段实现，也称为早期匹配。（重载函数使用静态联编）。
- 3、动态联编是指程序联编推迟到运行时进行，所以又称为晚期联编（迟绑定）。（switch 语句和 if 语句是动态联编的例子）。
补充：
- 1、C++与C相同，是静态编译型语言
- 2、在编译时，编译器自动根据指针的类型判断指向的是一个什么样的对象；所以编译器认为父类指针指向的是父类对象。
- 3、由于程序没有运行，所以不可能知道父类指针指向的具体是父类对象还是子类对象
- 从程序安全的角度，编译器假设父类指针只指向父类对象，因此编译的结果为调用父类的成员函数。这种特性就是静态联编。
10.4 多态原理实现
-
说明1：通过虚函数表指针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。
-
说明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
示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class Parent
{
public:
int a;
virtual void show()
{
cout << "thsi is parent" << endl;
}
};
class Child : public Parent
{
public:
virtual void show()
{
cout << "this is Child" << endl;
}
};
int main()
{
Parent pp;
Child cc;
cout << sizeof(cc) << endl;
cout << sizeof(pp) << endl;
cout << "Parent对象的起始地址 " << &pp << endl;
cout << "成员变量a的起始地址 " << &pp.a << endl;
Parent *p = new Child;
p->show(); //通过指针找到对象，通过对象前8个字节找到虚函数表，通过虚函数表找到对应的函数，调用函数（效率低）
//不要将所有函数都声明成虚函数
delete p;
p = new Parent;
p->show();
return 0;
}
运行结果：
10.5 虚析构函数
10.5.1 通过父类指针释放所有的子类资源
-
在什么情况下应当声明虚函数
构造函数不能是虚函数。建立一个派生类对象时，必须从类层次的根开始，沿着继承路径逐个调用基类的构造函数
析构函数可以是虚的。虚析构函数用于指引 delete 运算符正确析构动态对象 -
虚析构函数：通过父类指针释放子类对象
不用虚析构函数的话，这里释放对象的时候，就不会调用子类的析构函数
示例代码：
#include <iostream>
using namespace std;
class Parent
{
public:
Parent()
{
cout << "Parent构造函数" << endl;
}
virtual void show() //被virtual修饰的函数叫虚函数
{
cout << "this is parent" << endl;
}
virtual ~Parent()
{
cout << "Parent析构函数" << endl;
}
};
class Child : public Parent //1、要有继承
{
public:
Child()
{
cout << "Child构造函数" << endl;
}
void show() //2、要有虚函数重写（发生在不同的作用域中，函数原型相同）
{
cout << "this is Child" << endl;
}
~Child()
{
cout << "Child析构函数" << endl;
}
};
int main()
{
Parent *p1 = new Child;
p1->show();
delete p1; //释放派生类对象 虚析构函数：通过基类指针释放派生类对象
return 0;
}
运行结果：
