目录​​​​​​​

一、多态的定义及实现

1.1多态的概念​​​​​​​

1.2多态的构成条件

1.3virtual虚函数

1.4虚函数的重写

二、override和final

三、抽象类

3.1概念

3.2接口继承和实现继承

四、多态的原理

4.1虚函数表

4.2 多态的原理

4.3动态绑定与静态绑定 

五、单继承和多继承关系的虚函数表

5.1单继承

5.2 多继承中的虚函数表

5.3 菱形继承、菱形虚拟继承

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一、多态的定义及实现

1.1多态的概念

1.3virtual虚函数

 

// 针对上面的代码我们做出以下改造
// 1.我们增加一个派生类Derive去继承Base
// 2.Derive中重写Func1
// 3.Base再增加一个虚函数Func2和一个普通函数Func3
class Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Base::Func1()" << endl;
	}
	virtual void Func2()
	{
		cout << "Base::Func2()" << endl;
	}
	void Func3()
	{
		cout << "Base::Func3()" << endl;
	}
private:
	int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
	virtual void Func1()
	{
		cout << "Derive::Func1()" << endl;
	}
private:
	int _d = 2;
};
int main()
{
	Base b;
	Derive d;
	return 0;
}

4.2 多态的原理

class Person {
public:
	virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
	virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
};
void Func(Person& p)
{
	p.BuyTicket();
}
int main()
{
	Person Mike;
	Func(Mike);
	Student Johnson;
	Func(Johnson);
	return 0;
}

 

void Func(Person* p)
{
	p->BuyTicket();
}
int main()
{
	Person mike;
	Func(&mike);
	mike.BuyTicket();

	return 0;
}
// 以下汇编代码中跟这个问题不相关的都被去掉了
void Func(Person* p)
{
	...
		p->BuyTicket();
	// p中存的是mike对象的指针，将p移动到eax中
	001940DE  mov         eax, dword ptr[p]
		// [eax]就是取eax值指向的内容，这里相当于把mike对象头4个字节(虚表指针)移动到了edx
		001940E1  mov         edx, dword ptr[eax]
		// [edx]就是取edx值指向的内容，这里相当于把虚表中的头4字节存的虚函数指针移动到了eax
		00B823EE  mov         eax, dword ptr[edx]
		// call eax中存虚函数的指针。这里可以看出满足多态的调用，不是在编译时确定的，是运行起来
		以后到对象的中取找的。
		001940EA  call        eax
		00头1940EC  cmp         esi, esp
}
int main()
{
	...
		// 首先BuyTicket虽然是虚函数，但是mike是对象，不满足多态的条件，所以这里是普通函数的调
		//用转换成地址时，是在编译时已经从符号表确认了函数的地址，直接call 地址
		mike.BuyTicket();
	00195182  lea         ecx, [mike]
		00195185  call        Person::BuyTicket(01914F6h)
		...
}

4.3动态绑定与静态绑定 

五、单继承和多继承关系的虚函数表

5.1单继承

class Base {
public:
	virtual void func1() { cout << "Base::func1" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base::func2" << endl; }
private:
	int a;
};
class Derive :public Base {
public:
	virtual void func1() { cout << "Derive::func1" << endl; }
	virtual void func3() { cout << "Derive::func3" << endl; }
	virtual void func4() { cout << "Derive::func4" << endl; }
private:
	int b;
};

 

typedef void(*VFPTR) ();
void PrintVTable(VFPTR vTable[])
{
	// 依次取虚表中的虚函数指针打印并调用。调用就可以看出存的是哪个函数
	cout << " 虚表地址>" << vTable << endl;
	for (int i = 0; vTable[i] != nullptr; ++i)
	{
		printf(" 第%d个虚函数地址 :0X%x,->", i, vTable[i]);
		VFPTR f = vTable[i];
		f();
	}
	cout << endl;
}
int main()
{
	Base b;
	Derive d;
	// 思路：取出b、d对象的头4bytes，就是虚表的指针，前面我们说了虚函数表本质是一个存虚函数
	指针的指针数组，这个数组最后面放了一个nullptr
		// 1.先取b的地址，强转成一个int*的指针
		// 2.再解引用取值，就取到了b对象头4bytes的值，这个值就是指向虚表的指针
		// 3.再强转成VFPTR*，因为虚表就是一个存VFPTR类型(虚函数指针类型)的数组。
		// 4.虚表指针传递给PrintVTable进行打印虚表
		// 5.需要说明的是这个打印虚表的代码经常会崩溃，因为编译器有时对虚表的处理不干净，虚表最
		后面没有放nullptr，导致越界，这是编译器的问题。我们只需要点目录栏的 - 生成 - 清理解决方案，再
		编译就好了。
		VFPTR * vTableb = (VFPTR*)(*(int*)&b);
	PrintVTable(vTableb);
	VFPTR* vTabled = (VFPTR*)(*(int*)&d);
	PrintVTable(vTabled);
	return 0;
}

5.2 多继承中的虚函数表

class Base1 {
public:
	virtual void func1() { cout << "Base1::func1" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base1::func2" << endl; }
private:
	int b1;
};
class Base2 {
public:
	virtual void func1() { cout << "Base2::func1" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base2::func2" << endl; }
private:
	int b2;
};
class Derive : public Base1, public Base2 {
public:
	virtual void func1() { cout << "Derive::func1" << endl; }
	virtual void func3() { cout << "Derive::func3" << endl; }
private:
	int d1;
};
typedef void(*VFPTR) ();
void PrintVTable(VFPTR vTable[])
{
	cout << " 虚表地址>" << vTable << endl;
	for (int i = 0; vTable[i] != nullptr; ++i)
	{
		printf(" 第%d个虚函数地址 :0X%x,->", i, vTable[i]);
		VFPTR f = vTable[i];
		f();
	}
	cout << endl;
}
int main()
{
	Derive d;
	VFPTR* vTableb1 = (VFPTR*)(*(int*)&d);
	PrintVTable(vTableb1);
	VFPTR* vTableb2 = (VFPTR*)(*(int*)((char*)&d + sizeof(Base1)));
	PrintVTable(vTableb2);
	return 0;
}

5.3 菱形继承、菱形虚拟继承