C++中多態

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C++中多態的實現原理

當類中聲明虛函數時，編譯器會在類中產生一個虛函數表

虛函數表是一個儲存類成員函數指標的資料結構

虛函數表是由編譯器自動產生與維護的

virtual成員函數會被編譯器放入虛函數表中 

存在虛函數時，每個對象中都有一個指向虛函數表的指標(vptr指標)

C++記憶體模型中，會將對象中的成員變數和成員方法分開儲存，同時在成員函數中第一個參數的位置添加一個this指標。

類對象中的普通成員變數，struct變數具有相同的記憶體布局和位元組對齊。

類對象中的靜態成員變數，儲存在全域資料區（我也不知道存在記憶體的什麼位置，不知道是不是和那些常量以及字串儲存在同一位置）

類中的成員方法，儲存在程式碼片段中，同時在靜態聯編的時候，會將同一個類中的函數重載進行函數名稱的替換（具體方式應該是函數名稱+參數類型）。

但是，如果一個類中加了virtual關鍵字，C++編譯器會有另外一種方式來進行上面描述的安排，會在struct中添加一個vptr指標（這就是為什麼在使用virtual關鍵字之後在使用sizeof操作符會多4個位元組的原因）

如果一個類中使用virtual關鍵字，在用類定義對象的時候，會在對象中添加一個vptr指標屬性（這個操作是編譯器自動進行的，對於程式員是不可見的），

C++將虛函數做成虛函數表，儲存了多個虛函數的入口地址，然後將對應的虛函數指標放置到虛函數表中。

C++編譯器不需要區分是子類對象還是父類對象，區分這個函數是虛函數還是普通函數，如果是普通函數就進行普通函數的調用（如果不是虛函數，那就表明是靜態聯編）。

父類對象中有一個vptr指標，子類中也有一個vptr指標，在確定一個函數是虛函數的時候，根據vptr指標找虛函數表，父類有個虛函數表，子類也有一個虛函數表，然後再找函數的入口地址，就實現了一個遲綁定的效果，也就是只有在啟動並執行時候c++編譯器採取判斷。

建構函式中調用虛函數，能實現多態嗎？

vptr指標的分布初始化：

初始化子類的vptr指標是分布完成的。當直行父類的建構函式時（往往是先直行父類的建構函式在執行子類的建構函式），這個時候vptr指標指向的是父類的虛函數表，然後當直行子類的建構函式的時候，vptr指標指向的是子類的虛函數表，最後才完成vptr指標的初始化。

是否可將類函數中的每一個普通函數都聲明為虛函數？可以，但是會影響到使用的效率不建議這麼做。

通過虛函數表vptr確定調用的函數是在啟動並執行時候直行的，因此需要通過定址操作才可以找到真正應該調用的函數，而普通函數在編譯階段就可以確定要調用的函數，因此在效率上而言，虛函數需要定址這一步，因此會慢一點。

說這麼多，為的是說明C++編譯器其實並沒有區分是子類對象還是父類對象，而是通過vptr的形式進行區分的。

多態的理解

效果：同樣一個調用語句，有不同的調用形態，

實現條件：繼承，有virtual重寫，有父類指標指向子類對象

多態實現的理論基礎：動態聯編和靜態聯編，根據實際物件類型來調用重寫的函數。

多態的重要意義是設計模式的基礎，是架構的基石。

函數指標做函數參數，多態的原理也是函數指標做函數參數，實現一個回調的效果。

多態的原理具體實現。

子類指標步長和父類指標步長是不同的概念

多態時用父類指標指向子類對象，和將父類指著進行++操作是兩個不同的概念，++操作每次跳過的記憶體塊大小是兩個不同的概念。

純虛函數和抽象類別

純虛函數是在一個基類中說明的虛函數，在基類中沒有定義，要求任何繼承的類多有自己的版本。純虛函數為各個衍生類別定義了一個公用介面，

純虛函數的類型 virtual 類型 函數名（參數列表）=0

一個具有純虛函數的類成為抽象類別（這個概念和java中的差不多）

純虛函數只定義，沒有函數體，就是為了讓衍生類別來繼承。

虛函數類是不能建立對象的，不過可以建立對象指標，這個就是多態啊。

抽象類別不能作為傳回型別，抽象類別不能作為參數，不過可以聲明抽象類別的引用。

最根本的原因在於，抽象類別不能進行執行個體化，不過由於C++編譯器支援多態，因此，可以作為函數傳回值或者是函數參數。

C++中多態